أخبار ar.wedoany.com، صمم فريق من العلماء في جامعة خاين (Universidad de Jaén) جهازاً منخفض التكلفة لتحديد مواقع الأعطال الكهربائية في الوقت الفعلي. يجمع هذا الجهاز بين دائرة إلكترونية تُركب مباشرة في صندوق الكهرباء وبرنامج حاسوبي مجاني مفتوح المصدر، قادر على إرسال البيانات المتراكمة تلقائياً إلى الإنترنت على مدار الساعة، لفحص حالة المنشآت السكنية والمصانع. وعلى عكس العدادات الكهربائية التقليدية الباهظة الثمن والتي تعرض معلومات متأخرة، يعمل هذا البديل بشكل متواصل لمدة 24 ساعة.
يعمل النموذج بشكل مستقل تماماً، حتى في المناطق النائية التي لا تتوفر فيها اتصالات إنترنت تقليدية أو شبكات هاتف لاسلكي. يستخدم النظام بروتوكول اتصال عالي التغطية، باستهلاك طاقة منخفض للغاية، وينقل المعلمات بشكل مستمر. يمكن للفنيين أو أصحاب المؤسسات التحقق من حالة إمداد الكهرباء عبر الحاسوب. تكمن الميزة الرئيسية في القدرة على اكتشاف المشكلات الصغيرة في وقت مبكر قبل أن تؤدي إلى انقطاع التيار أو تلف الآلات، مما يحقق في النهاية إدارة أكثر كفاءة للطاقة.
في الوقت الحالي، تقوم أجهزة مثل شواحن السيارات والمصابيح الكهربائية (LED) بحقن توافقيات تيار في الشبكة الكهربائية، مما يتسبب في فقدان الطاقة وانقطاع التيار غير المتوقع وتسخين الكابلات. الأجهزة التي تبيعها العلامات التجارية الكبرى للتحكم في هذه المشكلات باهظة الثمن، ولا توفر إنذارات فورية. يوفر محلل الشبكة الجديد هذا بيانات في الوقت الفعلي بتكلفة تصنيع منخفضة للغاية. يكمن سر توفير التكاليف في استخدام مكونات إلكترونية قياسية متوفرة في أي متجر إلكترونيات. صمم الباحثون جهازاً مدمجاً يتكون من جزأين مستقلين: أحدهما لقياس جهد الخط، والآخر لقياس شدة التيار. يجمع البرنامج الداخلي آلاف البيانات في الثانية، ويطبق برامج رياضية لتصفية الإشارات المزعجة. تُرفع جميع المعلومات إلى خادم ويب، ويمكن مشاهدتها في الوقت الفعلي عبر تطبيق جوال.
تمكن البيانات في الوقت الفعلي مديري المصانع من اتخاذ إجراءات سريعة لتصحيح مشكلات الطاقة قبل وقوع الكوارث. تحتاج شبكات التوزيع الحالية إلى هذه الفورية لتجنب الأحمال الزائدة الناتجة عن ذروات الاستهلاك. يتيح تصميم البرنامج مفتوح المصدر لأي مبرمج تعديل وظائف القائمة وفقاً لاحتياجات الشركة. ونظراً لعدم الحاجة إلى دفع عقود أو رسوم شهرية لشركات متعددة الجنسيات، فإن تكلفة صيانة الجهاز تساوي صفراً.
اختبر مؤلفو المشروع الجهاز في بيئة فعلية تضم 36 نقطة شحن للمركبات داخل الحرم الجامعي. خلال اختبار استمر لمدة شهر كامل، سجل الجهاز تغيرات في الجهد بدقة مماثلة للعدادات الكهربائية الاحترافية. أظهرت الدراسة أنه عندما تعمل جميع شواحن البطاريات في وقت واحد، فإنها تسبب في حد ذاتها اختلالاً كبيراً في الخط. أكدت هذه التجربة ضرورة توفر أدوات رخيصة لمراقبة تأثيرات هذه الاستهلاكات الجديدة.
توفر التقنية اللاسلكية المختارة، LoRaWAN، أماناً إضافياً مهماً جداً للشركات من خلال استخدام قنوات بيانات خاصة. تمنع هذه الميزة دخول الأشخاص من خارج المصنع إلى أنظمة الحاسوب أو التحكم عن بُعد في العدادات. يعمل فريق جامعة خاين حالياً على تطوير تحديثات للبرنامج لكشف الترددات الأعلى والضوضاء الكهربائية الأصغر. هذه التغيرات السريعة يمكن أن تتلف أجهزة الحاسوب الحديثة، وبالتالي فإن الوقاية المبكرة ستنقذ آلاف الأجهزة الحاسوبية.
يساعد هذا الجهاز المنشآت على استقبال الطاقة من الألواح الشمسية أو التوربينات الهوائية بشكل نظيف. ونظراً لأنها مصادر توليد متغيرة، فإن الطاقة المتجددة يمكن أن تعطل استقرار التيار بشكل كبير إذا لم يتم التحكم بها في الوقت الفعلي. يمكن لشركات توزيع الكهرباء استخدام هذا الاختراع لفحص خطوطها الريفية دون الحاجة إلى إرسال فنيين بالسيارات إلى المناطق الجبلية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمؤسسات الصغيرة تحمل تكاليف مراقبة الإضاءة، والتي كانت في السابق غير قادرة على دفع ثمن هذه التقنيات.
تم تمويل هذا العمل بفضل دعم وزارة الجامعات والبحث والابتكار في حكومة الأندلس (Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía). مولت الإدارة العامة المشروع من خلال برنامج امتياز مخصص لتحسين محولات الطاقة الكهربائية الوطنية. فتح نجاح اختبار نقاط الشحن الباب أمام الإنتاج الصناعي لهذه الدائرة. سيقوم المختبر بمشاركة المخططات الهندسية للأجهزة، مما يسمح للشركات الصغيرة والمتوسطة في الأندلس بتصنيعها وبيعها بحرية.
يمكن لأي فني تركيب معتمد تركيب جهاز الحماية هذا في صندوق الكهرباء المنزلي في غضون دقائق. لا حاجة لاستبدال الكابلات القديمة أو إجراء أعمال بناء مكلفة في الهيكل الكهربائي للمنزل أو المبنى التجاري. نظراً لتجنب الأعطال الناتجة عن العواصف أو انخفاضات الجهد المفاجئة، يمكن استرداد الاستثمار في المواد خلال الأشهر الأولى. تكمن جدوى هذا التصميم الأندلسي في حل مشكلة تقنية معقدة باستخدام مواد بسيطة ومتداولة.
تحفظ قاعدة البيانات السحابية سجلاً تاريخياً مفيداً جداً يمكن استخدامه للمطالبة بالتعويضات المالية من شركات الكهرباء الكبرى. إذا تسبب انخفاض الجهد في تلف محرك، يحصل المالك على وثيقة رسمية تثبت أن الخطأ يعود إلى الإمداد الخارجي. يحمي توازن القوى هذا المستهلكين الصغار بفضل التقنية المفتوحة، في مواجهة عمالقة سوق الطاقة. يثبت هذا التصميم أن مختبرات الجامعة قادرة على حل مشكلات عملية بميزانيات محدودة للغاية.
