Prédiction des radiances pour optimiser un réseau d'énergie solaire
Par Mila | Publiée le 11 mars 2022
Problématique et objectifs poursuivis
Problème
- En recherche de précision au niveau de modèles météorologiques pour les besoins de l’entreprise (besoin d’une prédiction pour un court intervalle);
- Besoin de prédire la quantité de radiances solaires avec une granularité plus récurrente.
Objectifs
- Fournir un modèle de prévision détaillé et précis.
Solution proposée
Solution
Mila est un institut de recherche spécialisé en intelligence artificielle basé à Montréal. Dans le cadre d’un projet de partenariat avec Hydro-Québec, Mila avait le mandat de créer un modèle de prédiction de la quantité de radiance solaire pour un point donné, et ce, pour le nord-est de l’Amérique du Nord. La mesure des radiances solaires permettra ensuite d’évaluer la quantité d’électricité qui pourrait être produite à l’aide de panneaux photovoltaïques. Ce capteur solaire fonctionne comme un générateur électrique de courant continu en présence de rayonnement solaire.
Principe
Par rapport aux modèles météorologiques standards, le modèle développé par Mila a la capacité de générer des prédictions à chaque 15 minutes, et ce, dans un horizon de 0 à 6 heures. En se basant sur des images satellitaires, le modèle de prévision indique le potentiel d’énergie solaire pour chaque pixel d’une dimension de 4 km2.
Rôle de l'IA
L’algorithme développé par Mila utilise l’IA afin de prédire, avec précision, la quantité d’énergie solaire potentielle à un point donné. Ce dernier se distingue dans les catégories suivantes :
- Modèles de prévision;
- Algorithme;
- Support à la prise de décisions.
Les techniques utilisées pour créer des algorithmes en apprentissage automatique et apprentissage profond sont:
- Les réseaux de neurones profonds;
- Les réseaux de neurones convolutifs;
- La vision par ordinateur.
Retombées obtenues
Retombées principales
Impact sur Hydro-Québec :
- Obtention d’un outil de prédiction permettant une utilisation commerciale éventuelle.
- Prédictions pour chaque 15 minutes dans un horizon de 0 à 6 heures.
Impact sur Mila :
- Développement de connaissances en télédétection;
- Affinement des compétences en prétraitement des données et en utilisation d’infrastructures spécifiques.
Génération et diffusion de nouvelles connaissances
Partage de connaissances entre les chercheurs de Mila et d’Hydro-Québec.
Défis relevés
- Accessibilité des données;
- Qualité des données venant des stations météorologiques;
- Évaluation et nettoyage des données;
- Capacité de calculs limitée.
Conditions de réussite
Équipe mobilisée
L’équipe en IA du projet était formée de chercheurs provenant d’Hydro-Québec et de Mila. Ces chercheurs se spécialisent dans :
- La télédétection et l’analyse d’imageries satellitaires;
- L’apprentissage automatique;
- L’apprentissage profond.
Collaborations
Acteur majeur de l’ IA au Québec, Mila possède une multitude de partenaires provenant de l’écosystème. Ces derniers incluent notamment :
- Dialogue;
- ServiceNow;
- Horoma AI;
- Imagia;
- Valence;
- Keatext;
- Et autres.
L’institut de recherche possède également des partenaires internationaux comme :
- Microsoft;
- Google;
- IBM;
- Samsung;
- Et autres.
Mila collabore avec des instituts de recherches et des universités incluant :
- L’Université McGill;
- L’Université de Montréal;
- Polytechnique Montréal;
- L’école des hautes études commerciales de Montréal (HEC Montréal);
- Institut de recherches cliniques de Montréal (IRCM);
- Et autres.
Financement reçu
Subvention reçue du ministère de l’Économie et de l’Innovation du Québec (MEI).
Étapes du projet
Analyse et compréhension des données;
Vérification de la littérature;
Élaboration d’un protocole expérimental;
Phases de développement de l’algorithme;
Expérimentation et entraînement du modèle;
Remise du compte-rendu au client.
Contexte d'application de la solution
Cas d'usage
La solution développée par Mila peut être utilisée dans les situations suivantes :
- Utilisations par le parquet de transactions énergétiques;
- Définition des emplacements potentiels pour l’installation de panneaux solaires;
- Prédictions d’énergie solaire à court terme.
Clientèle
Les services offerts par Mila s’adressent aux entreprises et aux gouvernements. Ils peuvent toucher des secteurs d’activité variés tels que :
- La finance et les assurances;
- L’industrie de l’information et l’industrie culturelle;
- Les services professionnels, scientifiques et techniques;
- La gestion de sociétés et d’entreprises;
- Les soins de santé et l’assistance sociale;
- L’administration publique;
- Les services publics.