نخبة من طلبة جامعة الإمارات في قسم الهندسة الكهربائية، من الذين يقفون على أبواب التخرج قدموا مشروعا مميزا، تحت إشراف الدكتور محمد عبد الحافظ، تمكنوا من خلاله من بناء وتصميم نظام مراقبة لاسلكي للأجهزة الكهربائية الموجودة في المنازل. وهؤلاء الطلاب هم ناصر الكعبي، وسالم الحدادي، ومحمد الجبارات، وسلطان الزيدي.
حل ناجع
عن سبب اختيارهم لهذا المشروع ليختموا به سني دراستهم، يقول سالم الحدادي «ظهرت في السنوات الأخيرة من العقد الماضي العديد من الدراسات التي تتمحور حول أهمية توفير الطاقة الكهربائية، والتي تؤدي إلى تقليل الطلب على بناء محطات توليد طاقة كهربائية جديدة، ولمّا كان تنظيم وترشيد الكهرباء ودعم الخطط الخضراء هو الشغل الشاغل للعالم أجمع، ارتأينا وبدعم من هيئة مياه وكهرباء أبوظبي أن نشارك في هذا المجال بمشروع تصميم وبناء نظام مراقبة لاسلكي لأجهزة المنزل الكهربائية».
وعن طبيعة المشروع، يقول الطالب سلطان الزيدي: «المشروع عبارة عن ربط جميع المقابس الكهربائية وتصميم شبكة لاسلكية لمراقبة الطاقة المستهلكة لجميع الأجهزة الكهربائية في المنزل.
وهذا المشروع يراقب استهلاك الطاقة ويرسل تقارير فورية بالدقائق والساعات والأيام والأشهر على مدار العام إلى الحاسوب الرئيس، وتحتوي هذه التقارير على كمية التيار الكهربائي من حيث الفولطية ومعامل القدرة، والطاقة المستهلكة بالكيلوواط لكل ساعة حتى يتمكن الجهاز من حساب الفاتورة الكهربائية».
ويعتبر الطالب محمد الجبارات، هذا الابتكار، أحد الحلول الناجحة للإسهام في توفير الطاقة، وكذلك سيسهم في زيادة الشفافية بين المستهلكين وشركات توليد الكهرباء، فرصد الطاقة الكهربائية المستهلكة في المنزل ومراقبة الأجهزة ومدى استهلاكها للكهرباء قد تساعد المستهلك على خفض الفاتورة الكهربائية، لافتا إلى وجود عدة دراسات تؤكد على هذه النقطة ومن هذه الدراسات دراسة أجريت في كندا في مدينة أونتاريو على 500 أسرة، وأثبتت نتائجها أن مراقبة الأسر للكهرباء المستهلكة أسهم في خفض فاتورتهم الكهربائية.
آلية العمل
يحمل الطالب ناصر الكعبي في حديثه المزيد من التفاصيل عن آلية عمل المشروع أو النظام الذي توصلوا إليه، إلى ذلك، يقول «خطةَ المشروع ترتكز على ربط ثلاثة مقابس كهربائية على الأقل بثلاثة أجهزة تم تصميمها وربط كل جهاز تم تصميمه بجهاز كهربائي معين مثل الثلاجةِ، والغسّالة، والتلفزيون وغيرها من الأجهزة، ويُمْكِنُ أَنْ نراقب استهلاك الطاقة لكل غرفة، على سبيل المثال «المطبخ»، و»غرفة النوم»، «طاولة عمل»، و»المكتب»، أو استهلاك الطاقة لكل الأجهزة كل على حدة».
ويتابع «النظام المُصَمَّم للمشروع ينقسم إلى قسمين رئيسِين: الأجهزة والبرامج، وبالنسبة لقسم الأجهزة فهو عبارة عن مكونات إلكترونية كدائرة كهربائية مطبوعة على لوحة الدوائر المطبوعة، وتحتوي هذه اللوحة على المقاومات الكهربائية لقياس التيار الكهربائي والفولطية، ويتم إدخال هذه القياسات إلى المايكروكنترولر أو ما يعرف بالمعالج ومن خلاله سوف يتم حساب الطاقة المستهلكة».
ويتابع الكعبي «يحتوي قسم الأجهزة كذلك على الفيوز أو المصهر الذي يقوم بحماية المعدات وعناصرها الكهربائية من خطر زيادة التيار، وتحتوي على الحاكمة (Relay) التي تعمل كمفتاح كهربائي لتشغيل النظام والعكس صحيح، بالإضافة إلى أنها تحتوي على جهاز التواصل اللاسلكي الذي يعرف بالزجبي ويتم عبره إرسال المعلومات إلى الحاسوب الرئيس، الذي يحتوي على جهاز استقبال لاسلكي للمعلومات، وكل قابس كهربائي يحتوي على عنوان خاص به حتى يتم تمييزه من قبل الحاسوب الرئيس، أما البرنامج الذي استخدمناه فهو الفيجوال بيسك الذي يمكن المستخدم بدوره من استقبال التقارير حول استهلاك الطاقة الكهربائية ومعلومات أخرى عن بعد، ويخزن البرنامج كذلك المعلومات التي يمكن استخدامها في المستقبل».
أهداف المشروع
حول أهم أهداف المشروع، يقول الطالب سالم الحدادي «يمكن إجمال أهداف المشروع بما يلي: توفير تقرير يومي للمستهلك عن الكهرباء المستهلكة في منزله وتكون هذه البيانات موجودة على حاسوبه الشخصي ويمكن لهذه البيانات التي تتوفر بالساعة واليوم والشهر أن تستخدم من قبل شركة الكهرباء، والاعتماد على هذا التصميم في تقييم جودة الأجهزة الكهربائية المنزلية، وزيادة الثقة والشفافية بين المورد والمستهلك من خلال تحليل البيانات المتاحة، بالإضافة إلى المساهمة الفعالة في التطور التكنولوجي، ورفع الوعي لدى المستهلك وتثقيفه بأهمية توفير الكهرباء وأثر هذا التوفير في المحافظة على ماله وعلى نظافة البيئة، وذلك يتم عندما يكون المستهلك على وعي تام بمقدار استهلاكه للطاقة، وعلى دراية بمعدل صرف أجهزته الكهربائية، وبذلك سيستطيع أن يلاحظ مدى تأثير الاستهلاك اللامحسوب على مقدار فاتورته الشهرية».
ويشاركه الزيدي ذكر الأهداف، قائلا «يستطيع المستهلك عبر مراقبته لنظام الاستهلاك أن يتنبأ إن كان هناك عطل في جهاز ما، وذلك عبر ملاحظته لارتفاع أو انخفاض لكميه الطاقة المستهلكة في جهازه، وبذلك يتفادى العطل قبل حدوثه، إلى جانب توزيع الأحمال خلال اليوم، وبذلك يمكنه تخفيف الضغط على شركات الكهرباء، وإرسال تقرير شهري لشركة الكهرباء عن كميه الاستهلاك، حتى يتسنى لهم وضع الاستراتيجيات المناسبة والمستقبلية لتوفير الطاقة للمستهلكين».
ويلفت الجبارات إلى أن أهمية مراقبة الطاقة الكهربائية المنزلية مستمدة من مجموعة من العوامل أبرزها رغبة شركات الكهرباء في تحسين كفاءة الطاقة الكهربائية وفي الوقت نفسه تجنب الاستثمارات المكلفة في مجال وسائل التكنولوجيا الجديدة.
كما أن زيادة كفاءة استعمال الطاقة الكهربائية من أهم الأهداف لوزارة الطاقة في الدولة، علاوة على رغبة المستهلكين في خفض تكاليف فواتيرهم الكهربائية وتحسين أساليب حياتهم.
صعوبات وطموحات
لا ينكر الطلاب الأربعة أنهم واجهوا صعوبات أثناء بنائهم للنظام تمثلت حسب إفادتهم في برمجة المعالج، وعدم توفر بعض المواد في السوق المحلي ما اضطرهم إلى استيرادها من الخارج، بالإضافة إلى صعوبات في توفير وتجهيز المنتج بمواصفات عالية للمستخدم ضد الأخطار الممكنة من الكهرباء، وصعوبات في اختيار المواد المناسبة للمشروع بأقل تكلفة ممكنة وباستهلاك قليل للطاقة وصديقة للبيئة، لافتين إلى أنهم يطمحون إلى تطوير مشروعهم وذلك بإضافة العديد من الخصائص على البرنامج تمكن المستخدم من إرسال هذه البيانات إلى شركة الكهرباء آليا.
عدد اليوم
