شبكات صغيرة هجينة توفر طاقة مستدامة للمجتمعات النائية
تاريخ النشر: 22nd, December 2024 GMT
أبوظبي: عبد الرحمن سعيد
طوّر فريق بحثي من جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا في أبوظبي، نظاماً مبتكراً لإدارة الطاقة يسهم في تحسين الشبكات الصغيرة الهجينة وتحقيق التوازن بين مصادر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والديزل، وذلك لإتاحتها على نحوٍ أكثر موثوقية واستدامة وكفاءة من حيث التكلفة، حيث يعتمد أكثر من 4000 مجتمع ناءٍ في كافّة أنحاء العالم على مولدات الديزل لتلبية احتياجاتهم من الكهرباء، ويشكّل الاعتماد على الديزل ضغطاً على الموارد المالية لتلك المجتمعات وعلى البيئة نتيجةً لارتفاع نسبة الانبعاثات التي تحدّ من التنمية المستدامة في المناطق المعزولة.
ضم الفريق البحثي كلاً من: الدكتور أحمد الدُرّة والدكتور طارق الفولي والدكتور إيهاب السعدني، من جامعة خليفة وعادل مرابط، مع سوجوي باروا من جامعة سانت ماري في كندا، وركزوا على طريقة جديدة لتحسين الشبكات، تسمى خوارزمية ليفي الحسابية، وتعتمد على تقنيات التحسين الحسابية التقليدية من خلال تعزيز القدرات البحثية وتجنب الأخطاء الشائعة في عملية التحسين، ما يتيح حلاً فعالاً لإدارة المصادر المتعددة للطاقة داخل شبكة صغيرة، خاصة في ظل الظروف الصعبة السائدة في المجتمعات النائية، ونشر الفريق النتائج التي توصّل إليها في المجلة العلمية «أبلايد إنيرجي» المُصنّفة ضمن أفضل 1% من المجلات العلمية.
خوارزمية ليفي
أوضح الفريق البحثي، أن نموذج الشبكة الصغيرة الهجينة يدمج الألواح الشمسية الكهروضوئية وأجهزة توليد طاقة الرياح ومجموعة المولدات التي تعمل بالديزل لتلبية متطلبات الطاقة في المناطق النائية، حيث تُسهم خوارزمية ليفي الحسابية في تحسين استخدام الطاقة من خلال إعطاء الأولوية لمصادر الطاقة المتجددة كلما كانت متاحة، ما يُقلّل الاعتماد على مولدات الديزل، وتعد هذه الطريقة كافية لخفض تكاليف الطاقة وتقليل الانبعاثات بشكل ملحوظ بنسبة تصل إلى 10% مقارنة بالشبكات الصغيرة التي تعتمد على الديزل فحسب.
وقال د. إيهاب السعدني: «يستلزم نقل الوقود وتخزينه في المناطق النائية غالباً تكاليف وتعقيدات لوجستية إضافية، الأمر الذي يؤدي لتفاقم الأعباء البيئية والمالية التي قد تتكبدها هذه المجتمعات، وهو ما يؤكد بصفة خاصة على أهمية تقليل الاعتماد على الديزل».
وأضاف: «تكمن أبرز مميزات النموذج في قدرة خوارزمية ليفي الحسابية على تقليل التكلفة والانبعاثات عند اتّخاذ القرارات المتعلّقة بنقل الطاقة، فقد ركّزت الاستراتيجيات الاقتصادية التقليدية لتوزيع الأحمال بالأساس على تحقيق التوازن بين كميات الطاقة المتطلبة والتكاليف، مع إهمال تأثير الانبعاثات الناتجة عن توليد الطاقة من الديزل، في حين يُقيّم نظام الفريق البحثي العقوبات والتكاليف الاقتصادية الناتجة عن الانبعاثات، ما يؤدي للحصول على حل أكثر أمنًا على البيئة وأكثر كفاءة من حيث التكلفة بإدارة مواعيد ونطاق استخدام المولدات بناءً على التوافر المتوقع للطاقة المتجددة».
الشبكات الصغيرة
تابع د. إيهاب السعدني: «تؤكّد نتائجنا على الدور الذي تلعبه الشبكات الصغيرة الهجينة المحسنة كحل قابل للتطوير والتطبيق في المجتمعات النائية والمحرومة، حيث يعمل النموذج على تعزيز المرونة والتخفيف من حدة الآثار البيئية لتوليد الطاقة وتحسين القدرة على التزود بطاقة مستقرة».
ويخطط الفريق البحثي لمواصلة تحسين النظام لتنفيذه على أرض الواقع مع التركيز على الدمج بين حلول شحن المركبات الكهربائية وتخزين الطاقة الكهربائية على نحو يمكن أن يوفر طاقة احتياطية قيّمة أثناء فترات انخفاض إنتاجية مصادر الطاقة المتجددة، كما يمكن لتقنيات الإدارة المتقدّمة لاستهلاك الطاقة الكهربائية ضمن إطار عمل خوارزمية ليفي الحسابية أن تمكّن النظام من توقع تغيرات الطلب بفعالية أكبر، ما يؤدي إلى تحسين استخدام الطاقة على مدار دورات أطول.
المصدر: صحيفة الخليج
كلمات دلالية: فيديوهات جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا أبوظبي الفریق البحثی
إقرأ أيضاً:
هيونداي تخطط لإنتاج سيارة هجينة بنظام دفع خلفي
بعد تقديمها لطراز هيونداي باليسيد الهجين لأول مرة في الولايات المتحدة الأمريكية الأسبوع الماضي، أعلنت شركة هيونداي عن تطورات جديدة في مجال أنظمة الدفع الهجينة، مع إضافة محركات هجينة أكثر قوة وكفاءة في مختلف طرازاتها.
يجمع النظام الجديد، في باليسيد بين محرك توربيني رباعي الأسطوانات سعة 2.5 لتر مع محركين كهربائيين مزدوجين، ويوفر قوة إجمالية تبلغ 329 حصانًا وعزم دوران يصل إلى 339 رطل-قدم (460 نيوتن متر).
تتميز النسخة الهجينة الجديدة بتحسينات ملحوظة مقارنة بنظام محرك البنزين السابق، حيث يحقق المحرك الهجين زيادة بنسبة 45% في كفاءة استهلاك الوقود مقارنة بمحرك البنزين التقليدي.
كما أن القوة قد زادت بنسبة 19%، مما يعزز من أداء السيارة ويجعلها أكثر قدرة على تحمل ضغوط القيادة على الطرقات السريعة والمناطق الحضرية.
إطلاق نظام الدفع الخلفي في 2026من المثير للاهتمام أن هيونداي تخطط لإطلاق نسخة ذات دفع خلفي من المحرك الهجين سعة 2.5 لتر في عام 2026، ما يعكس التزام الشركة بتوسيع خيارات سياراتها الهجينة لتلبية احتياجات مختلف فئات العملاء.
في خطوة موازية، تستعد علامة جينيسيس الفاخرة التابعة لشركة هيونداي لدخول سوق السيارات الهجينة، ولكن مع طرازات محددة فقط من "السيارات الرئيسية".
وفي هذا السياق، يتوقع أن يتم استبعاد الطراز G70، مع تركيز على السيارات الأكبر حجمًا التي تتمتع بهامش ربح أعلى.
بالنسبة للسيارات الأقل تكلفة، طورت هيونداي نظامًا هجينًا آخر باستخدام محرك توربيني أصغر سعة 1.6 لتر.
يعزز هذا النظام الهجين الكفاءة بنسبة 4% ويزيد العزم بشكل طفيف إلى 280 رطل-قدم (380 نيوتن متر). يتوقع أن يكون هذا الخيار مناسبًا لطراز توسان، الذي يعزز من الأداء والكفاءة في السيارات المدمجة.
تهدف هيونداي إلى تجهيز جميع أنواع سياراتها، من السيارات المدمجة إلى السيارات الكبيرة، بنظام دفع هجين، بما في ذلك سيارات جينيسيس الفاخرة.
في الوقت نفسه، ستكون قوة الأنظمة الهجينة في هيونداي متنوعة، مع طرز تقترب من 100 حصان وحتى 300 حصان، بما يتناسب مع احتياجات العملاء في مختلف الفئات.
مع هذه التحسينات الهجينة في محركاتها، تواصل هيونداي التوسع في سوق السيارات الكهربائية والهجينة، وهو ما يعكس التزام الشركة بالابتكار واستمرار تلبية احتياجات السوق المتنوعة.
تصادم 3 سيارات ودراجة نارية على الطريق الدائري بالرماية