أخبار ar.wedoany.com، طوّر باحثون في جامعة خاين (Universidad de Jaén, UJA)، ضمن مشروع ممول من إدارة الجامعات والبحث والابتكار في حكومة الأندلس (Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía)، جهازًا منخفض التكلفة للكشف الفوري عن الأعطال والاضطرابات في شبكات الكهرباء. يجمع هذا النظام بين جهاز إلكتروني يُثبّت في صناديق التوزيع الكهربائية وبرنامج حاسوبي مفتوح المصدر، مما يتيح مراقبة المنشآت المنزلية والصناعية وإرسال البيانات تلقائيًا إلى السحابة.
يستهدف هذا الحل الشركات الصناعية، ومديري المنشآت الكهربائية، وشركات الطاقة التي تحتاج إلى معلومات مستمرة حول جودة الطاقة الكهربائية. وعلى عكس الأجهزة التجارية الأعلى سعرًا والتي تعاني من تأخير في الوصول إلى البيانات، يتيح هذا التطوير من جامعة خاين التسجيل الفوري للاضطرابات عند حدوثها، بل ويمكنه العمل في بيئات لا تتوفر فيها تغطية لشبكات الواي فاي.
يتمثل الإسهام التقني الرئيسي لهذا الجهاز في الجمع بين القياس الفوري وقابلية الاتصال بإنترنت الأشياء (Internet of Things, IoT). وتعتمد عملية نقل المعلومات على تقنية LoRaWAN، وهي تقنية لاسلكية منخفضة الطاقة وبعيدة المدى، تتيح إرسال البيانات بشكل متواصل دون الاعتماد على شبكات واي فاي قريبة، مما يسهل نشرها في البيئات الصناعية أو المناطق ذات الاتصال المحدود. يُصنّع الجهاز باستخدام مكونات إلكترونية قياسية، مما يخفض تكاليف التصنيع، كما أن تقنية LoRaWAN تستهلك طاقة أقل في نقل البيانات وتوفر أمانًا أعلى ضد الوصول غير المصرح به. يُصمم النظام أيضًا لإدارة الشبكات الذكية، مما يسهم في دمج مصادر الطاقة المتجددة في الشبكة، نظرًا لأن هذه المصادر غالبًا ما تُحدث تشوهات أكبر في الإشارات الكهربائية.
يأتي هذا البحث استجابةً لمشكلة متزايدة في أنظمة الطاقة الكهربائية حاليًا: حيث تُحدث أجهزة مثل شواحن السيارات الكهربائية، والإضاءة بتقنية LED، والأجهزة الإلكترونية تشوهات في الإشارات، والتي قد تؤدي، إذا لم تُكتشف مبكرًا، إلى أعطال أو ارتفاع في درجة الحرارة أو فقدان للطاقة. نُشرت آلية عمل النظام في مقال بعنوان "تصميم وتنفيذ محلل جودة طاقة منخفض التكلفة ومفتوح المصدر للشبكات الذكية" (Design and implementation of a low-cost, open-source power quality analyser for smart grids) في مجلة "إنترنت الأشياء" (Internet of Things). يقوم الجهاز بتحليل جودة الطاقة الكهربائية في المنشآت المنزلية أو الصناعية، كاشفًا في الوقت نفسه الإشارة الرئيسية والتشوهات الطفيفة التي تؤثر على الاستقرار (أي التوافقيات). ولتحقيق ذلك، صمم الباحثون جهازًا مدمجًا يضم وحدات لقياس الجهد والتيار، تجمع آلاف العينات في الثانية الواحدة، وتطبق تقنيات رياضية لاستخلاص الترددات الإضافية التي تلوث الإشارة الكهربائية، ثم تعالجها عبر برمجيات لتحديد التشوهات المحتملة. تُرسل المعلومات تلقائيًا إلى خادم إنترنت، ويمكن الاستعلام عنها في الوقت الفعلي عبر جهاز حاسوب أو جهاز محمول. وأكد الباحث في جامعة خاين، فرانسيسكو سانشيز سوتيل (Francisco Sánchez Sutil)، أن شبكات الكهرباء تحتاج إلى معلومات فورية لتحسين أدائها ومنع الحوادث.
اختبر فريق البحث الجهاز في منشأة فعلية بجامعة خاين تضم 36 نقطة شحن للسيارات الكهربائية. وخلال اختبار استمر شهرًا، حلل العلماء سلوك الشبكة الكهربائية وأكدوا أن النظام قادر على اكتشاف التغيرات في الجهد والتيار والتوافقيات بدقة عالية. كما كشفت الاختبارات أن شواحن السيارات الكهربائية نفسها قد تسبب اختلالًا في توازن الشبكة وتشوهات في الإشارات، مما يثبت الحاجة إلى أدوات مراقبة قادرة على تقييم تأثيرها في الوقت الفعلي. في المرحلة التالية، يعمل الفريق على توسيع قدرات النظام لكشف التوافقيات ذات الترددات الأعلى (المعروفة باسم التوافقيات الفائقة) المرتبطة بالأجهزة الإلكترونية الجديدة، بهدف تحسين جودة القياس والتنبؤ بالمشكلات الناشئة في الشبكات الكهربائية. تم تمويل هذا البحث من قبل إدارة الجامعات والبحث والابتكار في حكومة الأندلس، من خلال مشروع "محولات هجينة ذكية لتقديم خدمات الشبكة" (Transformadores híbridos inteligentes para la provisión de servicios de red).
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
