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.