جزيرة جيجو في خط الدفاع الأول للطاقة المتجددة: تحويل الأمواج إلى هيدروجين والذكاء الاصطناعي يرصد شذوذ الرياح

إنتاج الهيدروجين الأخضر من الطاقة البحرية.. تجارب عملية تتجاوز 720 ساعة

التحقق من تقنية منصات عائمة بحلول 2031 مع توسيع القدرات إلى مستوى ميجاواط

إدارة ذكية لـ 80 وحدة توليد رياح عبر الذكاء الاصطناعي.. تقليل عدم الكفاءة في الصيانة بنسبة 20%

• إنتاج الهيدروجين الأخضر من الطاقة البحرية.. تجارب عملية تتجاوز 720 ساعة

• التحقق من تقنية منصات عائمة بحلول 2031 مع توسيع القدرات إلى مستوى ميجاواط

• إدارة ذكية لـ 80 وحدة توليد رياح عبر الذكاء الاصطناعي.. تقليل عدم الكفاءة في الصيانة بنسبة 20%

في 14 من الشهر الجاري، منشأة اختبار توليد الكهرباء من الأمواج في جيجو التي تديرها معهد أبحاث السفن والمحطات البحرية مثبتة بالقرب من ميناء جوسان في جزيرة جيجو. داخل الهيكل، تجري تجارب تحويل الكهرباء المنتجة من الطاقة البحرية إلى هيدروجين.

في الرابع عشر من الشهر الجاري، انطلقت سفينة من ميناء جوسان بجزيرة جيجو متجهة إلى البحر. وبعد عشرين دقيقة من الإبحار، ظهر هيكل خرساني مطلي بألوان سوداء وحمراء. إنها منشأة اختبار توليد الكهرباء من الأمواج في جيجو التي يديرها معهد أبحاث السفن والمحطات البحرية. وعلى الرغم من أن مسؤول المعهد أشار إلى أن البحر كان هادئاً نسبياً في ذلك اليوم، إلا أن السفينة ظلت تتمايل جانباً وآخر تحت تأثير الأمواج.

مع تزايد منشآت الطاقة المتجددة في جزيرة جيجو، أصبح من المهم بقدر أهمية إنتاج الكهرباء، نقل وتخزين الكهرباء والعمل على تشغيلها بشكل مستقر. في منشأة اختبار توليد الكهرباء من الأمواج، تجري تجارب تحويل الكهرباء المنتجة من الطاقة البحرية إلى هيدروجين، بينما في مركز دوسان لطاقة الرياح، تجري عملية البحث عن شذوذ في توليدات الكهرباء من الرياح باستخدام الذكاء الاصطناعي قبل حدوثها.
 

◆إنتاج الهيدروجين الأخضر من البحر... التحقق من تقنية المنصات العائمة بحلول 2031

منشأة اختبار توليد الكهرباء من الأمواج الموجودة في عمق البحر هي أول منشأة متصلة بالشبكة الكهربائية بقدرة 5 ميجاواط من نوعها في آسيا، وتم بناؤها على مساحة تبلغ حوالي 1.04 مليون متر مربع. تم تثبيت خمس نقاط ربط في المياه التي يتراوح عمقها بين 15 و60 متراً، مع تركيب كابلات تحت سطح البحر وأجهزة ربط مائية. يمكن إحضار معدات توليد الكهرباء من الأمواج والرياح المطورة خارجياً، وتوصيلها بالشبكة الكهربائية، واختبار أدائها وسلامتها في بيئة بحرية حقيقية.

يبلغ وزن الهيكل الخرساني المقام في البحر حوالي 10 آلاف طن. تم نقل الهيكل المصنوع على الأرض إلى البحر وتثبيته على قاع البحر باستخدام طريقة الصندوق الغاطس، حيث يتم الاعتماد على وزن الهيكل ذاته لتثبيته. وفقاً للمعهد، منذ بناء المنشأة حوالي عام 2016، مرّت عليها أكثر من عشر أعاصير دون أن تلحق أي أضرار بالهيكل.

على أحد جانبي هيكل المنشأة، تم تركيب أنابيب معدنية فضية لسحب مياه البحر. وعلى الجانب الآخر، تم توصيل كابلات تحت سطح البحر تربط كل نقطة ربط بشبكة الكهرباء على الأرض. تُرسل الكهرباء المنتجة من معدات الاختبار إما إلى الأرض عبر الكابلات تحت البحرية، أو يتم تحويلها إلى هيدروجين داخل الهيكل.

تجري في هذه المنشأة أيضاً تجارب إنتاج الهيدروجين باستخدام الكهرباء المولدة من الأمواج والرياح. وهذه هي المحاولة الكورية الأولى لإنتاج الهيدروجين الأخضر مباشرة من البحر من خلال ربط الطاقة البحرية. يحتوي الهيكل الداخلي على معدات تحليل كهربائي بقدرة 100 كيلوواط وأجهزة تحكم في الطاقة والاتصالات.

بخلاف البيئة البرية، يصعب على البحر توفير المياه العذبة اللازمة لعملية التحليل الكهربائي مباشرة. لذلك، يتم تحلية مياه البحر واستخدامها في إنتاج الهيدروجين، كما يتم استخدام مياه البحر لتبريد المعدات. الهيكل الذي لا يوجد به موظفون دائمون يتم مراقبته والتحكم فيه عن بعد من غرفة التحكم على الأرض ومن معهد الأبحاث في مدينة دايجون.

حتى الآن، تجاوزت ساعات تجارب إنتاج الهيدروجين 720 ساعة. يقوم المعهد بتركيب معدات تخزين الهيدروجين وخلايا وقود إضافية. الهدف هو اختبار تقنية تخزين الهيدروجين المنتج ثم تحويله مرة أخرى إلى كهرباء لاستخدامه داخل المنشأة.

عند تحويل الكهرباء إلى هيدروجين، ينخفض مستوى الطاقة إلى حوالي 60% من القيمة الأصلية خلال عملية التحويل. ومع ذلك، يمكن تخزين الهيدروجين لفترات طويلة وتوصيله عبر خطوط أنابيب أو سفن. يمكن الاستفادة من هذه التقنية في المناطق التي يصعب بناء شبكات نقل الكهرباء فيها من البحر العميق إلى اليابسة، أو في التطبيقات التي يصعب فيها استبدال الكهرباء مباشرة، مثل وقود السفن.

أقيّم المعهد مستوى تقنيات الهيدروجين الأخضر البحرية في كوريا الجنوبية بأنه متأخر عن مستوى أوروبا. المعدات المركبة في منشأة الاختبار بجيجو هي نوع ثابت بقدرة 100 كيلوواط. يسعى المعهد إلى التحقق من تقنية إنتاج الهيدروجين من المنصات العائمة بحلول عام 2031، ثم توسيع نطاق العمل ليصل إلى مستوى ميجاواط.

قال مسؤول بمعهد أبحاث السفن والمحطات البحرية: "لإنتاج الهيدروجين في البحر، يجب أن تتحمل المعدات الملوحة والأعاصير، وتحلي مياه البحر، وتعمل المعدات عن بعد". وأضاف: "نحن نطور تقنيات للقيام بجميع مراحل الإنتاج من الهيدروجين إلى التخزين والاستخدام في البحر".
 

في 14 من الشهر الجاري، الموظفون في مركز دوسان لطاقة الرياح في شارع أورانام بمدينة جيجو يراقبون إنتاجية ويقومون بمراقبة حالة التشغيل لمولدات الرياح في جميع أنحاء البلاد في الوقت الفعلي.

 

◆كشف الشذوذ في الرياح باستخدام الذكاء الاصطناعي... الهدف تقليل عدم الكفاءة في الصيانة بنسبة 20%

بينما تجري تجارب تحويل الكهرباء المنتجة من البحر إلى هيدروجين، كانت جهود متوازية تجري على الأرض لتقليل أوقات التوقف عن العمل في محطات توليد الكهرباء من الرياح. في مركز دوسان لطاقة الرياح بشارع أورانام بمدينة جيجو، يتم إدارة 80 وحدة توليد رياح موزعة على 11 محطة توليد في جميع أنحاء البلاد، 24 ساعة يومياً طوال السنة، من خلال المراقبة والإدارة عن بعد.

تعرض شاشات المركز قوة الإنتاج وحالات التشغيل لمولدات الرياح الموزعة في جميع أنحاء البلاد، من جيجو إلى محافظة جنوب جولا، بشكل فوري. يصل عدد البيانات الواردة من كل مولد كهربائي إلى أكثر من 300 نقطة بيانات. يقوم الموظفون بتحليل إشارات مختلفة مثل درجة الحرارة والاهتزازات لتقييم احتمالية حدوث أعطال وتمرير المعلومات اللازمة للصيانة إلى فريق العمل في الموقع.

عادة ما يتم تركيب مولدات الرياح في مناطق جبلية أو في البحر، مما يجعل من الصعب الوصول الفوري إلى الموقع عند حدوث عطل. خاصة في البحر، عندما تكون الأمواج والرياح قوية، لا يمكن للعمال الوصول إلى الموقع. أما الأجزاء الكبيرة فيبلغ وزنها من 10 إلى 20 طناً، مما يتطلب استخدام رافعات كبيرة وسفن خاصة لاستبدالها. هذا هو السبب في أهمية اكتشاف علامات الشذوذ قبل توقف المولد عن العمل.

تستخدم شركة دوسان للطاقة نظام العمليات عن بعد الذي طورته بنفسها والمسمى "ويندلينك"، لجمع وتحليل بيانات المولدات. باستخدام الذكاء الاصطناعي والخوارزميات، يتم البحث عن علامات الشذوذ من بيانات التشغيل السابقة، وبناءً على نتائج التحليل، يطلب المركز من فريق العمل في الموقع إجراء الفحوصات أو استبدال الأجزاء.

قال مسؤول بشركة دوسان للطاقة: "يوجد أكثر من 300 نقطة بيانات تأتي من كل مولد كهربائي في الوقت الفعلي"، وأضاف: "نحن نحلل البيانات عن بعد لنحدد نوع الصيانة المطلوبة ثم نطلب من فريق العمل تنفيذ التدابير اللازمة".

بلغ عدد مولدات الرياح التي زودت بها شركة دوسان للطاقة كوريا الجنوبية 98 وحدة بقدرة إجمالية تبلغ 349.5 ميجاواط. يقوم مركز دوسان لطاقة الرياح بإدارة 80 وحدة من هذه المولدات. في جيجو، يراقب المركز حالة تشغيل 37 وحدة من أصل 40 وحدة زودت بها شركة دوسان. من بين 30 موظفاً يعملون في المركز والمحطات المختلفة، 24 منهم من أصل جزيرة جيجو.

لم تظهر بعد فوائد تشغيل مركز دوسان لطاقة الرياح بشكل واضح في الأرقام والإحصائيات. ذلك لأن المركز بدأ عمله مؤخراً، ولا توجد بيانات كافية للمقارنة بين فترة ما قبل وبعد التشغيل. تسعى شركة دوسان للطاقة باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي والرقمية إلى تقليل عدم الكفاءة الناجمة عن عمليات الصيانة والعناية بنسبة 20%.

قال مسؤول بشركة دوسان للطاقة: "البيانات المقارنة بين فترة قبل وبعد فتح المركز لم تتراكم بعد بشكل كافٍ، لذلك من السابق لأوانه تقديم أرقام توضح تحسن معدل الإنتاجية"، وأضاف: "الهدف الأساسي للصيانة والعناية هو الوقاية من الأعطال قدر الإمكان وتقليل أوقات توقف المولدات عن العمل".

* تمت ترجمة هذا المقال تلقائيًا بواسطة الذكاء الاصطناعي.