Bagaimana AI dan robot akan membantu menjaga infrastruktur energi lepas pantai kita di masa depan

Read Also

Dunia modern bergantung pada kelancaran penyediaan layanan vital seperti energi, transportasi, telekomunikasi, makanan, air, dan perawatan kesehatan. Tetapi sistem yang menopang sektor-sektor ini semakin kompleks dan saling bergantung, berinteraksi dalam skala global – yang membuat mereka rentan terhadap kegagalan yang berpotensi menimbulkan bencana ketika mereka berada di bawah tekanan.

Pemadaman listrik baru-baru ini di Inggris adalah contoh yang baik. Meskipun relatif singkat, pemadaman ini – yang disebabkan oleh kegagalan simultan dari dua generator, pembangkit listrik tenaga gas di Barford dan ladang angin lepas pantai Hornsea – menyebabkan hampir 1 juta orang di Inggris dan Wales tanpa listrik dan menyebabkan gangguan lalu lintas yang meluas.

Di Amerika Selatan, 48 juta orang dibiarkan tanpa listrik pada bulan Juni setelah badai dahsyat melumpuhkan jaringan. Di AS, perusahaan Utilitas California menggunakan pemadaman listrik selama periode berisiko tinggi untuk mencegah kebakaran hutan setelah hilangnya nyawa baru-baru ini, menunjukkan bahwa infrastruktur listrik yang menua adalah penyebab kebakaran hutan.

 

Pasokan energi untuk masa depan

Peristiwa ini terjadi dengan latar belakang perubahan tak terelakkan dalam pasokan energi, yang memerlukan perubahan dalam cara sistem dipantau dan dikelola. Awal tahun ini pemerintah Inggris mengumumkan rencananya untuk sebuah revolusi dalam energi angin lepas pantai yang bertujuan untuk menyediakan sepertiga dari semua listrik Inggris pada tahun 2030.

Peternakan angin lepas pantai baru ini akan terdiri dari turbin angin yang lebih besar di lepas pantai dan generator 10-12 MW, dan akan menjadi kontributor signifikan untuk bauran energi Inggris. Melalui kesepakatan ini, industri angin lepas pantai berencana untuk melipatgandakan kapasitas pembangkit energi angin kami dari 7,9 gigawatt menjadi setidaknya 30GW pada tahun 2030.

Inggris sudah berada di garis depan angin lepas pantai, dengan kapasitas lebih dari negara lain, beberapa ladang angin lepas pantai terbesar dan turbin paling kuat. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh peristiwa baru-baru ini, kehilangan hanya dua generator secara bersamaan dapat menyebabkan gangguan yang signifikan. Ini menggarisbawahi betapa perkembangan ini membutuhkan teknik baru untuk manajemen seumur hidup, pemantauan dan pengendalian aset angin lepas pantai. Ini juga menunjukkan perlunya teknik “respon sisi permintaan” yang baru – yaitu, cara menggunakan listrik secara cerdas selama periode permintaan tinggi.

Para peneliti di berbagai disiplin ilmu memiliki peran penting dalam mendukung visi ini. Kami adalah pemimpin akademis untuk proyek integrasi sistem energi dan keseluruhan terbesar di Inggris, yang disebut Reflex (Fleksibilitas Responsif).

Ini berusaha untuk mengeksplorasi bagaimana kita dapat menciptakan infrastruktur energi yang tangguh, berkelanjutan, dan rendah karbon yang mendukung layanan vital masyarakat. Untuk menghubungkan pembangkit listrik terbarukan lepas pantai ke jaringan daratan, kami memerlukan jaringan kabel listrik bawah laut yang mahal. Misalnya, proyek NorthConnect high-voltage direct current (HVDC) membutuhkan investasi lebih dari £1,2 miliar untuk satu instalasi kabel listrik bawah laut. Jelas, biaya aset ini membatasi kemampuan kami untuk memperhitungkan elemen yang sering ada di jaringan listrik, seperti memasang kabel cadangan jika sambungan daya utama gagal.

Jadi bagaimana kita menjaga infrastruktur energi kita dengan begitu banyak penekanan pada angin lepas pantai? Kami percaya solusinya akan melibatkan kemitraan antara manusia, Kecerdasan Buatan, dan robotika. Kami membutuhkan robotika untuk meningkatkan kemampuan kami untuk memantau dan memelihara aset-aset ini yang di masa depan akan dicapai melalui otonomi yang gigih.

 

Operasi bawah laut

Ini berarti robot dibiarkan in-situ dengan kemampuan untuk memantau dan memelihara diri mereka sendiri dan ladang angin lepas pantai. Dengan tingkat data yang belum pernah ada sebelumnya dari berbagai sumber seperti sistem pemantauan struktural, supervisory control and data acquisition (SCADA), pemantauan lingkungan, dan sebagainya, kebutuhan akan AI tingkat lanjut untuk mendukung pengambilan keputusan operasional yang kritis sangatlah penting.

Dalam situasi ini, manusia hanya akan menjadi kewalahan oleh volume data dan informasi yang mereka miliki. Tetapi orang-orang yang bekerja bersama dengan robot dan asisten AI akan menjadi fitur inti dari cara kami mengelola infrastruktur lepas pantai masa depan kami selama transisi ke pasokan energi yang didominasi oleh angin.

Salah satu contoh bagaimana kami melakukan ini berkaitan dengan penelitian kami pada sonar frekuensi rendah yang terinspirasi lumba-lumba untuk mendukung autonomous underwater vehicles (AUV) dalam menilai integritas kekuatan bawah laut. AUV menghilangkan kebutuhan untuk mengerahkan penyelam manusia di lingkungan berbahaya ini, dan analisis sonar frekuensi rendah memberikan pengukuran penting yang melengkapi asisten AI di darat, sehingga dapat memperkirakan kondisi kabel daya secara akurat.

Di masa depan, kami memperkirakan integrasi yang luas dari stasiun dok bawah laut serta pusat komando dan kontrol terapung, di mana keamanan infrastruktur turbin angin bawah laut dan permukaan kami dipertahankan dengan patroli platform robot yang mampu melakukan inspeksi dan perbaikan.

AI dan robotika telah berkembang secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir dan bekerja sama dengan operator manusia dapat memungkinkan kami untuk lebih responsif sehingga kami dapat beradaptasi dengan kejadian langka seperti kondisi cuaca ekstrem atau ancaman sabotase atau gangguan pada kabel bawah laut. Tantangannya adalah bagaimana kita secara cerdas mengelola aset jarak jauh ini untuk menekan biaya dan menyalakan lampu.