ساهم فريق من الباحثين في جامعة خليفة في تطوير منظومة طاقة تجمع عددًا من مصادر الطاقة المتجددة تستخدم أنظمة شبكات هجينة تجمع بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية، حيث نشر الفريق البحثي نتائج الدراسة التي أجروها في مجلة "آي إي إي إي ترانزاكشنز أون إندستريال إنفورماتيكس" التي تركز على الدمج ما بين الأنظمة الصناعية والتكنولوجيات المعلوماتية.
ضم الفريق البحثي كلًا من الدكتور محمد بكر عبدالغني والأستاذ الدكتور أحمد الدرة والأستاذ الدكتور حاتم زين الدين، بالتعاون مع الأستاذ الدكتور فيي غاو، من جامعة بلفور مونبليار للتكنولوجيا في فرنسا، حيث قاموا بتطوير منهجية جديدة تجمع ما بين تخزين طاقة الهيدروجين وتكنولوجيا متطورة لعمليات التنبؤ والتحكم.
تقوم أنظمة تخزين طاقة الهيدروجين بدور مركزي في هذه الاستراتيجية الجديدة، حيث يساهم تخرين الهيدروجين، على النقيض من البطاريات التقليدية، في توفير كثافة عالية ويعد ملائمًا للتخزين لفترات طويلة، ما يجعل منه حلَّا مثاليَّا لضمان استقرار الناتج المتذبذب لمصادر الطاقة المتجددة. ويجري إنتاج الهيدروجين في هذه الشبكات الصغيرة المهجنة عند استهلاك الطاقة الفائضة وحصول نقص في الطاقة بهدف ضمان مواصلة إمدادات الطاقة بشكل منتظم.
ويكمن الابتكار في هذه الشبكات في هيكلية مكونة من طبقتين، حيث تتخصص الطبقة الأولى في العمليات طويلة الأجل كتنظيم عملية إنتاج واستهلاك الهيدروجين لتلبية الطلبات اليومية على الطاقة، وتلعب أيضًا دورًا في اقتصاديًا من خلال زيادة الإيرادات وخفض التكاليف التشغيلية إلى أقصى حدٍ ممكن. أما الطبقة الثانية، فتركز على العمليات قصيرة الأجل وتصحح الاختلافات بين الظروف المتوقعة والفعلية المباشرة، كما تساهم في تحقيق الإنتاج المثالي وضمان وصول الطاقة إلى الشبكة على نحو يتسم بالسلاسة وفقًا لمنهجية تحكم متطورة.
يقوم هذا النظام، من خلال التنسيق ما بين هاتين الطبقتين، بتحقيق التوازن بصورة فعالة بين التخطيط طويل الأمد والتعديلات التي تتم بشكل مباشر، وبالتالي مواجهة جميع التحديات الاقتصادية والتشغيلية.
وأجرى أعضاء الفريق البحثي عمليات محاكاة رقمية وفحوصًا مختبرية واسعة النطاق في مختبر تحسين أنظمة الطاقة والتحكم بجامعة خليفة، وذلك للتأكد من صحة هذا المنهج. وأكد أعضاء الفريق أن منظومتهم تدير الشبكات الصغيرة الهجينة بشكل فعال وتلبي متطلبات طاقة وفي نفس الوقت تعزز الأداء الاقتصادي، كما لاحظ أعضاء الفريق أيضًا انخفاضًا كبيرًا في تذبذب الطاقة وتغيير حالات تشغيل أجهزة الهيدروجين مقارنة بطرق التحكم التقليدية.
تعتبر استراتيجية التحكم المبتكرة هذه تقدمًا كبيرًا في مجال إدارة الشبكات الهجينة، حيث يساهم الدمج ما بين تخزين طاقة الهيدروجين ونموذج التنبؤ والتحكم المتقدم في تحسين مستويات كفاءة واستقرار مصادر الطاقة المتجددة. وتمثل مثل هذه الابتكارات المتطورة إنجازات هامة لضمان فعالية أنظمة الطاقة وتحقيق جدوى اقتصادية في ظل تحول العالم إلى الطاقة المستدامة.
ترجمة: سيد صالح
أخصائي ترجمة وتعريب