إدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي.. تقنية تضمن زيادة الكفاءة (تقرير)
نوار صبح
تمثل إدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي تقنية متطورة تضمن زيادة الكفاءة وتحسين الأداء، ونتيجة لازدياد ربط مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشبكات الكهرباء تزداد أنظمة الربط تعقيدًا.
من ناحية ثانية، يؤدي ارتفاع نسبة استعمال مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة في الشبكة إلى زيادة التقلبات، وتشديد القيود على الشبكة، واشتداد المنافسة في السوق، بحسب تقرير طالعته منصة الطاقة المتخصصة.
وتمثل إدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي عامل تمكين عمليًا في هذا المناخ المتطور؛ إذ تتيح فرصًا لمواجهة التحديات التي يفرضها نظام كهرباء يعتمد كليًا على الطاقة المتجددة.
يتناول تقرير الرياح العالمي لعام 2026 الصادر عن المجلس العالمي لطاقة الرياح جي دبليو إي سي (GWEC) طريقة استعمال الذكاء الاصطناعي بشكل متزايد للمساعدة في دمج طاقة الرياح بشكل أكثر فاعلية في أنظمة الكهرباء المعقدة.
تحسين تقييم موارد الرياح وتحسين المواقع
خلال تطوير مزارع الرياح، يُستعمل الذكاء الاصطناعي لتعزيز إدارة موارد الرياح من خلال دمج البيانات المناخية ومعلومات التضاريس وسجلات الرياح التاريخية في نماذج التعلم الآلي.
ويمكن للذكاء الاصطناعي معالجة البيانات المناخية واسعة النطاق، بما في ذلك سرعة الرياح واتجاهها وشدة الاضطراب.
وتؤدي إدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي إلى تقديرات أكثر موثوقية للإنتاج على المدى الطويل، وتُساعد على زيادة الكفاءة في أثناء التحليل.
من ناحية ثانية، يُمكن للذكاء الاصطناعي دعم اختيار المواقع وتحسين التصميم من خلال دمج بيانات نظم المعلومات الجغرافية مع تحليل متعدد المعايير.
بدورها، تحاكي الخوارزميات المتقدمة تفاعلات تدفق الهواء بين توربينات الرياح، وتُحسّن التباعد والتصميم.
ومن خلال تقليل تأثيرات الاضطراب (حيث تُقلل التوربينات الموجودة في اتجاه الريح من سرعة الرياح للوحدات الموجودة في اتجاه الريح)، يُمكن زيادة الكفاءة الإجمالية للموقع دون الحاجة إلى تركيب سعة إضافية.
إدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي
يُمكن لإدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي أن تُسهم في تحسين التصميم ومراقبة جودة المنتج، مع زيادة كفاءة الإنتاج.
ومن الأمثلة على ذلك استعمال التحسين الجيني لتحسين خصائص الديناميكا الهوائية للشفرات، ورفع نسبة الرفع إلى السحب، وزيادة كفاءة استخلاص الكهرباء، وفقًا لما اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
على مستوى المصنع، تُتيح تحليلات البيانات تحكمًا أدق في درجة الحرارة والاهتزاز والضغط في أثناء الإنتاج، ما يُحسّن من اتساق الجودة.
وتُستعمل الأنظمة الذكية بشكل متزايد لدعم الفحص الآلي للجودة، حيث تُكتَشف عيوب السطح وانحرافات الأبعاد بدقة أكبر من الفحص اليدوي.
وعلى مستوى النظام، تُحدد عمليات المحاكاة القائمة على الذكاء الاصطناعي نقاط الضعف الهيكلية في نقاط اتصال المكونات، ما يُعزز موثوقية التوربينات بشكل عام.
وتؤدي إدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي دورًا في مراقبة سلسلة التوريد، حيث تُحلل نماذج التنبؤ بالطلب الطلبات السابقة واتجاهات السوق وبيانات العملاء لتحسين تخطيط الإنتاج.
ويُمكن لتقييم الموردين المدعوم بالذكاء الاصطناعي وتحسين الخدمات اللوجستية أن يُقلل من مخاطر التسليم وتكاليف النقل.
عمليات التشغيل والصيانة الذكية
تحلل نماذج الصيانة التنبؤية المدعومة بالذكاء الاصطناعي الاهتزازات ودرجة الحرارة والإشارات الكهربائية للكشف المبكر عن مشكلات التوربينات، مثل تآكل علبة التروس، وأعطال المحامل، أو تلف الشفرات.
وتُسهم إدارة توربينات الرياح بالذكاء الاصطناعي في تحسين جدولة الصيانة وتخصيص قطع الغيار، ما يقلل من التدخلات غير الضرورية، ويخفض وقت التوقف، ويمنع الأعطال الحرجة.
بالإضافة إلى التنبؤ بالأعطال، تُعدّل أنظمة التحكم الذكية زاوية ميل الشفرات وسرعة الدوران وغيرها من معايير التشغيل في الوقت الفعلي بناءً على ظروف الرياح ومتطلبات الشبكة.
ومن خلال الحفاظ على التوربينات قريبة من حالات التشغيل المثلى عبر سرعات رياح متفاوتة، يمكن لإستراتيجيات التحكم القائمة على الذكاء الاصطناعي زيادة إجمالي إنتاج الكهرباء مقارنةً بأساليب التحكم التقليدية.
من جانبها، تُقلل عمليات الفحص باستعمال الطائرات المسيّرة من عبء العمل اليدوي، ولكن تطبيقاتها الحالية تقتصر في الغالب على هياكل التوربينات، مثل الشفرات والأبراج.
وتشمل مزارع الرياح أصولًا أخرى، مثل المحطات الفرعية وأنظمة الكابلات والمرافق المساعدة، التي لا يمكن مراقبتها بفاعلية باستعمال الطائرات المسيّرة فقط.
وهنا يُمكن استعمال أنواع أخرى من المعدات الذكية، مثل الروبوتات والكاميرات الثابتة ومركبات الفحص.
وتتطلب إدارة هذه الأجهزة ومصادر البيانات المختلفة منصة تشغيل وصيانة متكاملة تعتمد على الذكاء الاصطناعي، قادرة على تنسيق جمع البيانات وتحليلها والاستجابة لها.
ومن ثم، تكمن القيمة في تقنيات الفحص الفردية وفي بناء نظام موحد يربط أدوات المراقبة المتعددة ضمن إطار عمل تشغيلي متكامل.
ويُمكن لهذا الاعتماد المتزايد على التقنيات المتقدمة والحلول الرقمية أن يُقلل بشكلٍ كبير من النفقات التشغيلية، ويُعالج تحديات أوسع نطاقًا، مثل نقص العمالة، مع تحسين الكفاءة.
سوق الكهرباء وتكامل النظام
يُؤثر الذكاء الاصطناعي بشكلٍ متزايد في طريقة تفاعل طاقة الرياح مع نظام الكهرباء الأوسع، ومشاركتها في أسواق الكهرباء.
بدورها، تُحسّن نماذج التنبؤ المتقدمة دقة توقعات أسعار الكهرباء، والطلب عليها، وإنتاج الطاقة المتجددة. وهذا يُوفر أساسًا أقوى لقرارات التداول والتوزيع الذكية على المدى القريب والبعيد.
ومن خلال الجمع بين توقعات الإنتاج وإشارات الأسعار، يُمكن للذكاء الاصطناعي تحسين إستراتيجيات شحن وتفريغ أنظمة تخزين الكهرباء، ما يُتيح المرونة في تخزين الكهرباء خلال أوقات انخفاض الأسعار، وإطلاقها خلال أوقات ذروة الطلب لتحسين استغلال القيمة.
من ناحيتهم، يدعم وكلاء التداول المدعومون بالذكاء الاصطناعي إستراتيجيات العطاءات الديناميكية، ويُوازنون بين العقود طويلة الأجل والمخاطر في سوق الكهرباء الفورية، مع تمكين المشاركة في أسواق الخدمات المساعدة، مثل تنظيم التردد.
دور الذكاء الاصطناعي في تعزيز مرونة الشبكة
يُسهم التنبؤ بالأحمال في الوقت الفعلي، وتحليل تدفق الكهرباء، والتقييم الآلي للمخاطر، بشكلٍ كبير في تقصير دورات اتخاذ قرارات التوزيع.
ويُمكّن هذا مُشغّل النظام من الاستجابة بشكل أسرع لتقلبات الطاقة المتجددة والتحولات المفاجئة في الطلب.
بدورها، تُحسّن أتمتة الشبكة المدعومة بالذكاء الاصطناعي من سرعة اكتشاف الأعطال واستعادة الخدمة، ما يُعزز استقرار النظام.
ومن خلال تحسين التنسيق بين مختلف أصول توليد وتخزين كهرباء الطاقة المتجددة، يُقلل الذكاء الاصطناعي من تقليص الإنتاج ويدعم زيادة الاعتماد على الطاقة المتجددة.
ونتيجة لازدياد تعقيد أنظمة الكهرباء، يُثبت الذكاء الاصطناعي أنه أداة لدعم إيرادات الأصول الفردية، وتقنية تمكينية لأنظمة كهرباء أكثر استقرارًا وكفاءة.
موضوعات متعلقة..
- إعادة تدوير نفايات توربينات الرياح.. كيف تستفيد منها أفريقيا؟ (تقرير)
- سعة سوق توربينات الرياح العالمية تلامس 935 غيغاواط بحلول 2030 (تقرير)
اقرأ أيضًا..
- ملف خاص عن أسواق الغاز المسال العربية والعالمية
- تغطية خاصة للحرب على إيران وتأثيراتها في أسواق الطاقة
- بيانات حصرية عن المناجم في الدول العربية
المصدر..
