تطبيقات إنترنت الأشياء في الطاقة الكهربائية

تعد إنترنت الأشياء Internet of Things من التقنيات الواعدة للثورة الصناعية الرابعة وتشير إلى شبكة من الأجهزة المتصلة مع التقنيات الأخرى التي تسهل الاتصال مع الحوسبة السحابية وبين الأجهزة ذاتها، ولدينا الآن أعداد هائلة من الأجهزة المتصلة بالإنترنت مع ظهور رقائق الحاسب الرخيصة واتصالات النطاق الترددي العالي.

وعلى الرغم من أن فكرة التقنية موجودة منذ تسعينيات القرن الماضي، إلا أن التقدم كان بطيئا لأن الرقائق كانت كبيرة الحجم وعالية التكلفة. ولكن أصبحت هذه الرقائق أصغر حجما وأسرع أداء وأكثر ذكاء بمرور الوقت مع استخدام رقائق حاسوبية ذات استهلاك منخفض للطاقة مع تقلص حجم أجهزة الحوسبة.

ومن أهم تطبيقات إنترنت الأشياء المستخدمة في الوقت الحاضر هي المركبات الكهربائية التي تتواصل مع بعضها بعضا، والمباني الذكية المزودة بأجهزة استشعار لإيصال استهلاك الخدمات، والمدن الذكية التي تجمع البيانات المختلفة لزيادة الكفاءة التشغيلية ومشاركة المعلومات مع الجمهور وتحسين جودة الخدمات ورفاهية المواطنين. والملاحظ هو أن كلمة "ذكية" أضافت بعدا جديدا من خلال إدراج إنترنت الأشياء التي تقوم بدمج الأنشطة اليومية مع الإنترنت بطريقة نشطة. ومن أهم مزايا إنترنت الأشياء هي توفير الوقت وتبسيط العمليات وخفض التكاليف وتحسين اتصال الأجهزة مع بعضها وتجميع البيانات المفيدة وضبط الأتمتة.

ولقد رسمت مفاهيم متعددة لتقنية إنترنت الأشياء حيث نرى إنترنت الأشياء الصناعية Industrial IoT وإنترنت الأشياء الطبية IoT Medical، والآن أصبح لدينا مفهوم إنترنت الأشياء للطاقة Energy IoT.
لقد أحدثت إنترنت الأشياء ثورة كبيرة في صناعة الطاقة الكهربائية، ومن المتوقع أن تجعل هذا المجال أكثر كفاءة وذكاء، حيث تستخدم أنظمة إدارة الطاقة المستندة إلى إنترنت الأشياء بيانات الاستهلاك في الوقت الفعلي في تحسين استخدام الكهرباء والتحول ديناميكيا نحو أنظمة أكثر كفاءة من حيث التكلفة والموارد ومن ثم وضع استراتيجية فعالة ومستدامة لاستهلاك الطاقة بناء على أنماط الاستخدام.

وتقوم إنترنت الأشياء على أتمتة المنازل وإبراز حالة الاستهلاك الفعلي للأجهزة المنزلية والمساعدة في تقليل فواتير الكهرباء إضافة إلى المراقبة الأمنية للمنازل والمكاتب والشركات.

وتضبط إنترنت الأشياء آلية عمل الألواح الكهروضوئية الشمسية، حيث يمكن تدوير الألواح حسب أشعة الشمس ما يمكنها من إنتاج الكهرباء بكفاءة عالية، وعليه تسهل إنترنت الأشياء من تحسين موارد الطاقة المتجددة وتمكين الشبكات الكهربائية الصغيرة.

وأحد أكبر استخدامات إنترنت الأشياء في قطاع الطاقة الكهربائية هو أنها تستخدم بروتوكولات تنبؤية للكوارث بحيث يمكن أن تطلق إنذارات مبكرة لأي انقطاع كبير محتمل وكذلك القدرة على الصيانة الاستباقية.

ونرى تطبيق إنترنت الأشياء في أنظمة سكادا SCADA وهو نظام مراقبة وتحكم مركزي لأنظمة التوليد والإرسال عن بعد، الذي يتكون من أجزاء مختلفة مثل أجهزة الاستشعار والتحكم والاتصال.

ويعد القياس الذكي من أهم تطبيقات إنترنت الأشياء حيث تقلل العدادات الكهربائية عند دمجها مع إنترنت الأشياء من التكاليف التشغيلية عن طريق إدارة العداد نفسه، وبالتالي يصبح العداد الذكي أكثر ذكاء وقدرة خصوصا على كشف التعديات والحصول على الكهرباء بشكل غير قانوني.

وتقوم إنترنت الأشياء على أتمتة محطات التوزيع الكهربائية ومعالجة التوزيع الأمثل لتدفقات الكهرباء خلال ساعات الذروة. ولا تقوم على مراقبة خطوط النقل فحسب، بل تعمل أيضا على تحسين الكفاءة التشغيلية لمنظومة النقل بما في ذلك قياس الأرصاد الجوية القاهرة.

في الختام، تتمتع إنترنت الأشياء بإمكانات هائلة لتحسين قدرات الطاقة الكهربائية وتلعب دورا مهما مع الذكاء الاصطناعي في تطوير قطاعات توليد ونقل وتوزيع الكهرباء والمساعدة في معالجة التحديات وتكامل مصادر الطاقة المتجددة من أجل تشغيل وتمكين الشبكات الكهربائية الذكية.