«شمسك تحت السيطرة».. طلاب جامعة حلوان التكنولوجية الدولية يبتكرون نظامًا ذكيًا لإدارة الطاقة الشمسية بالذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء

كتب جودة عبد الصادق إبراهيم

يواصل طلاب جامعة حلوان التكنولوجية الدولية تقديم مشروعات مبتكرة توظف تقنيات الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء والبرمجيات والأنظمة الإلكترونية، بما يعكس توجه الجامعة نحو إعداد جيل قادر على تطوير حلول تكنولوجية عملية تخدم المجتمع وتواكب احتياجات المستقبل.

ومن بين المشروعات المتميزة يأتي مشروع التخرج Smart Solar System Using Artificial Intelligence and IoT and Using Mobile Application، الذي يستهدف تطوير نظام ذكي ومتكامل لإدارة الألواح الشمسية، بما يسهم في زيادة كفاءة إنتاج الطاقة، وتقليل الفاقد، وتحسين أداء الألواح، وخفض تكاليف الصيانة.

ويجمع المشروع بين تقنيات الذكاء الاصطناعي (AI) وإنترنت الأشياء (IoT)، إلى جانب أنظمة تتبع الشمس والتنظيف والمراقبة اللحظية، فضلًا عن تطبيق للهاتف المحمول، ليقدم نموذجًا متكاملًا لإدارة الطاقة الشمسية بصورة أكثر ذكاءً وكفاءة.

تتبع الشمس تلقائيًا ومراقبة مستمرة للأداء

يعتمد النظام على مجموعة من الحساسات والمكونات الإلكترونية التي تعمل بصورة متكاملة لمتابعة حالة اللوح الشمسي وتحسين طريقة تشغيله، حيث تستخدم حساسات LDR لتحديد اتجاه الإضاءة ومتابعة حركة الشمس، ثم تحريك الألواح تلقائيًا باستخدام Servo Motors للحفاظ على أفضل زاوية ممكنة تجاه الشمس والاستفادة من الطاقة المتاحة.

ولا يقتصر النظام على تتبع حركة الشمس، بل يراقب مجموعة من المتغيرات بصورة مستمرة، تشمل الجهد الكهربائي والتيار ودرجة الحرارة وحالة اللوح الشمسي، إلى جانب متابعة حالة الطقس وسقوط الأمطار.

كما يستطيع النظام إيقاف التشغيل عند سقوط الأمطار، وتشغيل نظام التنظيف عند الحاجة، بما يساعد على الحد من تراكم الأتربة والعوامل التي يمكن أن تؤثر على كفاءة الألواح وإنتاج الطاقة.

الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء.. قلب المنظومة الذكية

يمثل دمج الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء أحد أبرز عناصر الابتكار في المشروع، إذ يتحول اللوح الشمسي من مجرد مصدر لإنتاج الطاقة إلى منظومة قادرة على جمع البيانات ومتابعتها وتحليلها.

ويتيح هذا التكامل للمستخدم مراقبة أداء النظام بصورة أكثر مرونة، كما يفتح المجال أمام تطوير المنظومة مستقبلًا لتصبح أكثر قدرة على التنبؤ بالأعطال، وتحليل معدلات الإنتاج، واكتشاف التغيرات غير الطبيعية في أداء الألواح، بما يدعم مفهوم الصيانة الذكية والإدارة الذكية للطاقة.

تطبيق ذكي للتحكم في الطاقة الشمسية عن بُعد

لم يتوقف الابتكار عند تصميم النظام، حيث طور الطلاب Mobile Application باستخدام Flutter وربطه بمنصة Supabase، ليتمكن المستخدم من متابعة منظومة الطاقة الشمسية والتحكم فيها من خلال الهاتف المحمول.

ويتيح التطبيق للمستخدم:

• متابعة بيانات النظام لحظيًا.
• مراقبة الجهد والتيار ودرجة الحرارة.
• معرفة حالة اللوح الشمسي.
• متابعة حالة سقوط الأمطار.
• تشغيل وإيقاف نظام تتبع الشمس عن بُعد.
• تشغيل وإيقاف نظام التنظيف عن بُعد.
• عرض إحصائيات إنتاج الطاقة.
• استقبال التنبيهات المتعلقة بحالة النظام.

وبذلك يجمع المشروع بين النظام الفيزيائي الموجود على أرض الواقع والتطبيق الرقمي الذي يتيح للمستخدم المتابعة والتحكم بصورة مباشرة.

رؤية تكنولوجية لدعم الطاقة النظيفة

يستهدف المشروع تقديم نظام ذكي ومتكامل لإدارة الألواح الشمسية، قادر على المساهمة في زيادة إنتاج الطاقة والاستفادة من ضوء الشمس، إلى جانب تقليل الفاقد وتكاليف الصيانة وتحسين كفاءة التشغيل.

كما يوفر النظام إمكانية التنظيف التلقائي والمراقبة المستمرة لحالة الألواح، بما يقلل الحاجة إلى التدخل اليدوي، ويمنح المستخدم القدرة على متابعة المنظومة والتحكم فيها لحظيًا عبر تطبيق الهاتف المحمول.

وأكد الدكتور السيد قنديل، رئيس جامعة حلوان التكنولوجية الدولية، أن مشروعات الطلاب التي تجمع بين التكنولوجيا الحديثة واحتياجات المستقبل تمثل أحد أهم المخرجات التي تسعى الجامعة إلى تحقيقها، مشيرًا إلى أهمية ملف الطاقة النظيفة والتحول نحو مصادر الطاقة المستدامة، وما يتطلبه ذلك من حلول تكنولوجية مبتكرة.

وأوضح أن الجمع بين البرمجيات والإلكترونيات والأنظمة الذكية وتطبيقات الهاتف المحمول في مشروع واحد يعكس طبيعة التعليم التكنولوجي الذي تتبناه الجامعة، ويمنح الطلاب خبرات عملية تساعدهم على المنافسة في سوق العمل والمساهمة في صناعة المستقبل.

من جانبه، أكد الدكتور أسامة القبيصي، المشرف الأكاديمي للجامعة وعميد الكلية التكنولوجية، أن مشروع Smart Solar System Using Artificial Intelligence and IoT and Using Mobile Application يعكس قدرة الطلاب على التعامل مع مشكلات واقعية من خلال التفكير الهندسي المتكامل.

وأشار إلى أن قيمة المشروع تكمن في تكامل مكوناته، إذ لم يقتصر الطلاب على تصميم نظام لتتبع الشمس، وإنما طوروا منظومة تشمل المراقبة الذكية، وقياس الجهد والتيار ودرجة الحرارة، واكتشاف الأمطار، والتنظيف التلقائي، والتحكم عن بُعد، ومتابعة إنتاج الطاقة من خلال تطبيق الهاتف المحمول.

إشراف أكاديمي متكامل

تم تنفيذ المشروع تحت إشراف:

• أ.د. أسامة القبيصي، المشرف الأكاديمي للجامعة وعميد الكلية التكنولوجية.
• أ.د. الأمير محمد إمام، وكيل الكلية لشؤون الخدمات والتدريب.
• د. سيمون عزت، منسق برنامج تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي.

كما شارك في الإشراف على المشروع كل من الدكتور سيمون عزت، والمهندسة نجلاء سعيد.

ويجسد المشروع انتقال فكرة تحسين كفاءة الطاقة الشمسية من مجرد تصور إلى نظام فعلي يجمع بين الحساسات والمحركات والأنظمة الإلكترونية والذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء وتطبيقات الهاتف المحمول وقواعد البيانات.

ويمثل Smart Solar System نموذجًا لتوظيف التكنولوجيا الحديثة في دعم مستقبل الطاقة النظيفة، من خلال تحويل الألواح الشمسية إلى منظومة ذكية تستطيع تتبع الشمس، ومراقبة الأداء، واكتشاف الظروف الجوية، وتنفيذ عمليات التنظيف، وإتاحة التحكم عن بُعد، وعرض بيانات الإنتاج بصورة لحظية.