يعتبر التوأم الرقمي (Digital Twin) مفهومًا حديثًا يكتسب أهمية متزايدة في مختلف الصناعات، بما في ذلك صناعة الكهرباء. يهدف التوأم الرقمي إلى إنشاء نموذج افتراضي يكرر ويحلل الأداء والخصائص الفعلية للأصول والمعدات في العالم الحقيقي. يتم استخدام هذه التقنية لتحسين الكفاءة، وتقليل التكاليف، وزيادة موثوقية الأنظمة.
ماهو التؤم الرقمي؟
التوأم الرقمي هو تمثيل افتراضي دقيق لنظام أو عملية، يُحدث بشكل مستمر استنادًا إلى البيانات المستمدة من الواقع . يشمل هذا المفهوم استخدام أجهزة الاستشعار، وتحليل البيانات، ونماذج المحاكاة لإنشاء صورة رقمية حقيقية للأصل أو النظام.
فوائد التوأم الرقمي في صناعة الكهرباء
1. تحسين الكفاءة التشغيلية: من خلال تحليل بيانات الأداء في الوقت الحقيقي، يمكن للتوأم الرقمي تحديد نقاط الضعف وتحسين العمليات . هذا يؤدي إلى تقليل الفاقد وزيادة الكفاءة العامة.
2. التنبؤ بالأعطال: يمكن للتوأم الرقمي التنبؤ بالمشاكل قبل حدوثها، مما يتيح للصناعات اتخاذ إجراءات وقائية. يساعد هذا في تقليل فترة التوقف عن العمل وتكاليف الصيانة .
3. التخطيط الأفضل للصيانة: باستخدام التوأم الرقمي، يمكن تحسين جداول الصيانة وتحديد متى وأين يجب إجراء الصيانة، مما يزيد من موثوقية النظام ويقلل من التكاليف .
4. دعم الابتكار: يوفر التوأم الرقمي بيئة مثالية لاختبار السيناريوهات المختلفة والتقنيات الجديدة دون المخاطرة بالتأثير على العمليات الحالية. يمكن للمطورين والمخططين استخدامه لتجربة أفكار جديدة وتحسين التصميمات .
5. تحسين اتخاذ القرارات: يوفر التوأم الرقمي بيانات دقيقة وتحليلات شاملة تساعد في اتخاذ القرارات الإستراتيجية. يمكن للمسؤولين استخدام هذه المعلومات لتحسين إدارة الشبكة وتوزيع الموارد .
تطبيقات التوأم الرقمي في صناعة الكهرباء
• محطات الطاقة: يمكن استخدام التوأم الرقمي لمحاكاة أداء محطات الطاقة، مما يساعد في تحسين الكفاءة وتقليل التكاليف التشغيلية .
• الشبكات الذكية: يتيح التوأم الرقمي تحسين إدارة الشبكات الكهربائية من خلال توفير رؤى في الوقت الحقيقي حول الطلب على الطاقة وإنتاجها .
• توزيع الكهرباء: يمكن استخدام التوأم الرقمي لتوقع احتياجات الصيانة والتحديثات في أنظمة توزيع الكهرباء .
التحديات
على الرغم من الفوائد العديدة، يواجه استخدام التوأم الرقمي في صناعة الكهرباء بعض التحديات، مثل:
• جمع البيانات وتحليلها: يتطلب إنشاء التوأم الرقمي جمع كميات كبيرة من البيانات وتحليلها بدقة .
• التكلفة: يمكن أن تكون تكاليف تنفيذ هذه التكنولوجيا مرتفعة .
• الأمن السيبراني: يفتح التوأم الرقمي ثغرات جديدة في الأمان تتطلب استراتيجيات حماية قوية .
يمثل التوأم الرقمي ثورة في صناعة الكهرباء، حيث يقدم حلولًا مبتكرة لتحسين الكفاءة وتقليل التكاليف. بينما تستمر التكنولوجيا في التطور، من المحتمل أن تلعب دورًا متزايد الأهمية في تشكيل مستقبل صناعة الطاقة. ومع التغلب على التحديات الحالية، يمكن أن يصبح التوأم الرقمي أداة أساسية في تعزيز الاستدامة وموثوقية أنظمة الكهرباء في جميع أنحاء العالم.
المراجع
1. Caramia, G., Corallo, A., & Mangialardi, G. (2021, October). The Digital Twin in the AEC/FM Industry: a Literature Review. In Proc. of the Conference CIB W78(Vol. 2021, pp. 11-15). Luxembourg: CIB W78.
2. Pan, H., Dou, Z., Cai, Y., Li, W., Lei, X., & Han, D. (2020, September). Digital twin and its application in power system. In 2020 5th International Conference on Power and Renewable Energy (ICPRE) (pp. 21-26). IEEE.
3. Onile, A. E., Petlenkov, E., Levron, Y., & Belikov, J. (2024). Smartgrid-based hybrid digital twins framework for demand side recommendation service provision in distributed power systems. Future Generation Computer Systems, 156, 142-156.
4. Ghenai, C., Husein, L. A., Al Nahlawi, M., Hamid, A. K., & Bettayeb, M. (2022). Recent trends of digital twin technologies in the energy sector: A comprehensive review. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 54, 102837.
