أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة لعام 2024 (صور)

على مدار عام 2024، نشرت منصة الطاقة المتخصصة تغطية موسّعة لعدّة أبحاث مصرية في قطاع الطاقة، خاصة الطاقة المتجددة، التي باتت تحتلّ أهمية قصوى في إطار إستراتيجية البلاد لرفع مساهمة الطاقة النظيفة في إجمالي مزيج الكهرباء إلى 42% بحلول عام 2030.

وتبذل الجامعات المصرية والباحثين جهودًا مكثفة من أجل توطين صناعات الطاقة المتجددة في البلاد، ورفع الجدوى الاقتصادية للمشروعات من خلال تعظيم الاستفادة من الموارد المحلية.

وفي هذا التقرير، تسلّط منصة الطاقة (مقرّها واشنطن) الضوء على أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال عام 2024، وهي أبحاث تنوعت ما بين تقنيات جديدة في إنتاج الهيدروجين الأخضر والطاقة الشمسية والكهرومائية بطرق مبتكرة بالاعتماد على الذكاء الاصطناعي.

1- إنتاج الهيدروجين الأخضر من نفايات الكتلة الحيوية

تمكنت أستاذة الهندسة البيئية في كلية هندسة بجامعة عين شمس، مديرة مركز مصر المتميز لإدارة المخلّفات الصلبة، الدكتورة شيرين العجرودي، من استغلال نفايات الطعام والنفايات الزراعية وروث الحيوانات لإنتاج الهيدروجين الأخضر.

وقالت -في تصريحاتها إلى منصة الطاقة-، إنها تستهدف من مشروعها التغلب على مشكلة نقص الطاقة في مصر من خلال استعمال النفايات ركيزة في خلية التحليل الكهربائي الميكروبي مع عملية الهضم اللاهوائي لإنتاج الهيدروجين الأخضر.

وأضافت أنه يمكن استغلال ناتج الهضم من النظام المقترح سمادًا بدلًا من الأسمدة الكيماوية، لتحسين جودة التربة.

2- تسخين المياه باستعمال الألواح الديناميكية الحرارية

من بين أهم 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة، يأتي البحث الخاص بفريق كلية الهندسة بالجامعة البريطانية في القاهرة، بإشراف أستاذ هندسة الطاقة الدكتور أحمد عبدالعظيم، الذي توصَّل إلى تقنية تجمع بين الاستفادة من الطاقة الشمسية والديناميكا الحرارية في تسخين المياه بكفاءة عالية.

يقول عبدالعظيم -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة-، إن هذه التقنية تتّسم باستغلال الطاقة الشمسية خلال ساعات النهار، فضلًا عن قدرتها على العمل خلال ساعات الليل نظرًا لاعتمادها على مبدأ الديناميكا الحرارية، الذي يتضمن نقل الحرارة وتحويلها ‏من المحيط إلى السائل الوسيط عن طريق دائرة مماثلة لدائرة التبريد والتكييف.

ولفت إلى أن هذه التقنية تُعدّ البديل الحديث للمجمعات الشمسية في مجال تسخين المياه والتحكم في درجة حرارة الهواء.

3- تشغيل الألواح الشمسية في الأقمار الاصطناعية بالنانو

تمكَّن فريق بحثي مصري يضم عددًا من طلاب الهندسة الميكانيكية في جامعة فاروس بالإسكندرية، بإشراف أستاذ الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد في الجامعة الدكتور أحمد محمد أنور، من استعمال المواد النانوية لتحريك الألواح الشمسية في الأقمار الاصطناعية.

فقد أصبحت الألواح الشمسية جزءًا لا يتجزأ من مكونات المركبات الفضائية حاليًا، نظرًا لقدرتها على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء لتشغيل الأقمار الاصطناعية، وتشتمل المركبة على لوح شمسي واحد أو أكثر وفقًا لمقدار حاجتها من الكهرباء.

وقال الدكتور أحمد أنور -في تصريحاته إلى منصة الطاقة-، إن التقنية الجديدة تعتمد على تصنيع الهياكل الخارجية للأقمار الاصطناعية من مادة نانوية تعمل على الرجوع إلى الصورة الأصلية لها عند التعرض لدرجة حرارة الشمس.

وأضاف أن هذه التقنية تعمل على توفير الطاقة من البطارية الخاصة بالقمر الاصطناعي الصغير، لافتًا إلى أن آلية العمل التقليدية لا بد أن تشتمل على جهاز للحفاظ على الألواح الشمسية مطوية في أثناء الإطلاق، بينما لا تتطلب التقنية الجديدة وجود مثل هذا الجهاز الذي يعمل بالكهرباء.

4- إنتاج الهيدروجين الأخضر وتخزينه بكفاءة عالية

في إطار الجهود المصرية المبذولة للتوسع في قطاع الهيدروجين الأخضر، نجح فريق طلّاب مصري من كلية الهندسة بجامعة هليوبوليس بإشراف الأستاذ المساعد في هندسة القوى الكهربائية والطاقة المتجددة الدكتور هادي حبيب في إنتاج هيدروجين أخضر من خلال تصنيع محلل كهربائي قلوي، ثم تخزينه، بالاعتماد على مواد محلية الصنع .

وأشار الدكتور هادي حبيب، في تصريحاته إلى منصة الطاقة، إلى أن الفريق الطلابي اعتمد في تغذية النظام المُنتج للهيدروجين على توربين لطاقة الرياح صُنع محليًا، موضحًا أن الطلاب قد صنعوا الشفرات من مادة بولي كلوريد الفاينيل PVC، بطول 1.8 مترًا، مع مولد بقدرة 1200 واط متصل بنظام تغيير سرعات بنسبة 3:1، ويبلغ ارتفاع المحور 3.2 مترًا.

وأثمرت تجارب التشغيل توليد أكثر من 60 لتر هيدروجين أخضر في الساعة، وتخزينه بكفاءة تصل إلى 63%، لذلك فإن هذه التقنية تأتي ضمن أهم 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة لعام 2024.

5- تصنيع توربين لتوليد الطاقة الكهرومائية بكفاءة مرتفعة

في المركز الخامس ضمن أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة، جاء البحث الخاص بطلاب قسم هندسة الميكانيكا الإلكترونية (المیكاترونكس) بجامعة عين شمس، إذ توصَّل الفريق إلى تصميم توربين مياه لتوليد الكهرباء عن طريق سريان المياه في قناة ري صناعية بمقرّ الجامعة.

ويتميّز التوربين بصغر حجمه مقارنةً بالتوربينات التقليدية؛ إذ يبلغ قطره 60 سم، ويعمل بقدرة 1.5 واط، ويتكون من ريش وتروس وهيكل حامل للتوربين ووصلات U، وفلنجات (حوامل الريش).

وأكد الطالب في قسم ھندسة الميكانيكا الإلكترونية (المیكاترونكس) وقائد الفريق البحثي علي عوني أن المشروع قد أثبت نجاحه بعد حسابات اختيار أبعاد الريشة التي وصلت كفاءتها إلى 60%، ووصف هذه النسبة بأنها "غير مسبوقة".

6- تقنية تحقق الاستدامة في قطاع الزراعة

توصل فريق أجروفيجينرز AgroVisioners، التابع لقسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة في جامعة المنصورة، بإشراف الدكتور محمد عوض، إلى مقترح يعتمد على استعمال تقنية الضباب والذكاء الاصطناعي لتحقيق الاستدامة في قطاع الزراعة.

وقال الأستاذ المساعد في قسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة في جامعة المنصورة الدكتور محمد عوض -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة-، إن الفكرة اعتمدت على استعمال الزراعة الرأسية، من أجل تحقيق إنتاجية عالية في مساحات محدودة مقارنًة بالزراعة التقليدية.

وأضاف في تصريحاته إلى منصة الطاقة، أن هذه الطريقة تُعدّ الخيار الأمثل للمناطق الحضرية أو الأماكن التي تعاني من نقص في الأراضي الزراعية، لافتًا إلى أن تقنية صيد الضباب قد أسهمت -كذلك- في توفير مصدر ماء بديل للري.

وتابع أن الذكاء الاصطناعي قد أدى دورًا مهمًا في تحسين كفاءة عمليات الزراعة، وضمان استدامتها، من خلال مراقبة النباتات وتحليل البيانات البيئية لضمان أفضل الظروف للنمو.

7- ضمان استقرار شبكات الكهرباء بالذكاء الاصطناعي

تقدَّم المدرّس بقسم القوى والآلات الكهربية في كلية الهندسة بجامعة عين شمس، الدكتور محمد أنور، برسالة لنيل درجة الدكتوراه، التي اطّلعت عليها منصة الطاقة، عن دور التحكم بالقصور الذاتي الافتراضي في استقرار شبكات الكهرباء الحديثة باستعمال تقنيات الذكاء الاصطناعي.

وأوضح أن التقنية الحديثة -التي تضمّنتها رسالته- تهدف إلى محاكاة تأثير الكتلة الدوارة في المولدات التقليدية باستعمال نظم التحكم الإلكترونية.

ولفت إلى أن هذا النظام يعتمد على محاكاة ردود أفعال المولدات التقليدية من خلال أنظمة متقدمة تتحكم بمرونة في مقدار الكهرباء التي تغذّي الشبكة أو سحبها منها، وفقًا للتغيرات في الطلب أو الإنتاج، مما يساعد في تحقيق استقرار الشبكة.

8- رفع كفاءة ألواح الطاقة الشمسية بنظام تتبُّع

توصّل الطالب بكلية هندسة البيئة والطاقة المتجددة بالجامعة البريطانية في القاهرة مازن عبدالجواد في مشروع تخرُّجه إلى تصميم نظام -اطّلعت عليه منصة الطاقة- لتتبُّع الأشعة الشمسية وتعديل اتجاه الألواح لزيادة قدراتها الإنتاجية.

ويتكون نظام التتبُّع الشمسي من آردوينو (لوح تحكم إلكتروني يُبرمج عن طريق الحاسوب)، ومستشعرين مقاومين للضوء (LDR)، ومحرك سيرفو (جهاز إلكتروميكانيكي يوفر عزم الدوران والسرعة)، ومجموعة من الأسلاك.

ويقدّم المشروع البحثي آلية بسيطة وفاعلة يمكنها تعديل اتجاه اللوح الشمسي تلقائيًا لمواجهة الشمس ورفع إنتاجه.

9- إنتاج لدائن صديقة للبيئة من زيوت الطهي المستعملة

نجح فريق طلاب مصري بقسم هندسة البتروكيماويات في جامعة فاروس بالإسكندرية بإشراف خبيرَي الصناعة بقسم هندسة البتروكيماويات في كلية الهندسة بجامعة فاروس الدكتور أشرف مرسي والدكتور حسام أنور، والمدرّسة بالقسم نفسه الدكتورة آية سليمان، في إنتاج لدائن صديقة للبيئة من خلال إعادة تدوير زيوت الطهي المستعمَلة.

أوضحت المدرّسة بقسم هندسة البتروكيماويات في كلية الهندسة بجامعة فاروس الدكتورة آية سليمان أن عملية إعادة التدوير تتضمن تحويل مادة مُلوثة إلى منتج ذي قيمة مُضافة يمكن استعماله في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية من خلال عملية الإيبوكساشن التي تُستعمل لتحقيق هذا الهدف.

وأشارت إلى أن عملية الإيبوكساشن تعتمد على استعمال النانو من حمض الستريك الذي يتميز بعدم إنتاج أيّ بقايا صلبة، وأقلّ سمّية مقارنة بالعمليات التقليدية، وينتج عن هذه العملية تحويل زيوت الطهي المستعمَلة إلى لدائن صديقة للبيئة يمكن استعمالها في إنتاج أفلام الفينيل المرنة (PVC).

10- تحسين كفاءة الطاقة في المكيفات

في المركز العاشر ضمن أبرز أبحاث مصرية في قطاع الطاقة، تأتي التقنية التي توصلت إليها المُدرّسة بقسم هندسة القوى الميكانيكية في كلية الهندسة بجامعة عين شمس، الدكتورة أسماء رمضان السيد، التي قدّمت عدّة أبحاث حول تحسين كفاءة الطاقة في المكيفات، وتقليل الحمل الحراري داخل المباني.

تقول الدكتورة أسماء رمضان -في تصريحات إلى منصة الطاقة-، إنها تمكنت من تقليل استهلاك الطاقة من أجهزة التكييف المنزلي عن خلال تزويدها بأنظمة تحكّم ذكية باستعمال الذكاء الاصطناعي، وتقنيات تعليم الآلة، والتبريد السلبي، عن طريق استعمال مواد بناء مُطورة.

وأكدت الباحثة أن هذه الأنظمة قد نجحت في تقليل العبء على شبكة الكهرباء، وتقليل قيمة فواتير الكهرباء للأفراد.

موضوعات متعلقة..

• ضمان استقرار شبكات الكهرباء بالذكاء الاصطناعي.. تقنية مصرية جديدة
• تحليل استهلاك الطاقة في المباني الجامعية.. دراسة مصرية جديدة
• إنتاج الهيدروجين الأخضر من مياه الصرف الصحي.. تقنية مصرية جديدة

اقرأ أيضًا..

• مناجم سليمان وكنوز النحاس الضخمة.. هل امتلكها النبي الكريم؟ (فيديو وصور)
• إنتاج العراق من النفط في 2025 و2026.. قراءة تحليلية بالأرقام
• حقل الريان القطري.. قصة اكتشاف نفطي تأخر تطويره 20 عامًا
• كفاءة الطاقة بقطاع النقل في الجزائر.. كيف تدعم العمل المناخي؟ (مقال)