إنشاء واجهات ملائمة للمستعملين لنظم رصد الطاقة المتجددة

إن نظم رصد الطاقة المتجددة هي العمود الفقري التشغيلي للمزارع الشمسية الحديثة، ومتنزهات الرياح، والزجاجات المجهرية الهجينة، وهذه المنصات تجمع وتحلل وتظهر تدفقات واسعة من البيانات من الكفاءة اللافائية إلى مشغلي الاضطرابات التي تعمل في مجال الطاقة، وتستكشف عوامل التكوين التي تسودها في المستقبل، وتُحبط من حيث سرعة استخدام المواد.

الدور الحاسم لخبرة المستعملين في رصد الطاقة المتجددة

سد الفجوة بين البيانات المعقدة وإجراءات المستعملين

ويولد تركيب الطاقة المتجددة المألوفة مئات نقاط البيانات لكل مستويات الفولط الثاني، ودرجة الحرارة المحيطة، وسرعة الرياح، وبطارية الشحن، والأكثر، وبدون واجهة غير ملائمة، تظل هذه البيانات مجموعة من الأرقام على صحيفة موزعة، وتصمم تجربة المستعملين هذه الفجوة بتنظيم معلومات إلى أنماط ذات معنى، وعلى سبيل المثال، فإن لوحة بيانات مصممة جيداً يمكن أن تكون مصممة بشكل مباشر للتحول الأصفر (الدرجة السادسة عشرة).

الأثر على الكفاءة التشغيلية والطاقة

وعندما تكون الوصلات البينية شاملة أو غير مقصودة، يستغرق المشغلون وقتا أطول لتشخيص المسائل، مما يؤدي إلى إطالة وقت العمل وفقدان إنتاج الطاقة، وعلى العكس من ذلك، فإن وجود واجهة واضحة وسهلة الاستعمال يمكن أن يقلل من أوقات الاستجابة بنسبة 40 في المائة، وفقا للدراسات الصناعية بشأن نظم الوكالة الكندية للتنمية المستدامة، ويعود الاضطرابات بسرعة إلى ارتفاع إنتاج الطاقة السنوي وانخفاض مستوى تكلفة الطاقة لدى المستثمرين غير المتخصصين.

المبادئ الأساسية لتصميم واجهات فعالة للطاقة المتجددة

البساطة والمعلومات

فالتفاعلات الأكثر فعالية تقاوم الإغراء في إظهار كل شيء في آن واحد، بل تتبع ترتيبا هرميا واضحا للمعلومات: فالمقاييس الأكثر أهمية )مثلا، الناتج الكلي للطاقة، وضع النظام، الإنذار( قد تظهر بشكل بارز في أعلى أو مركز، بينما تظهر البيانات الثانوية )التوجهات التاريخية، التفاصيل على مستوى العنصر( خلف التفاعلات القائمة على الحفر، وهذا الكشف التدريجي يبقي على النظرة الرئيسية التي لا تزال قائمة على أساسها.

الاتساق في اللغة البصرية

إن الحلقة الخضراء تعني " التشغيل العادي " في صفحة واحدة، يجب أن تعني نفس النسق في كل مكان، فالاتساق ينطبق على الألوان، والآيكونوغرافيا، والأحجام الفونية، والهياكل التصميمية، ويضمن استخدام نظام تصميم أو دليل نمطي أن الشاشات الجديدة تبدو مألوفة، وفي واجهات الطاقة المتجددة، واعتماد اتفاقيات لونها معدة حسب المعايير الصناعية (مثلا، تقليل الأعطال الخضراء للطاقة المتولدة، والزروعة).

التغذية الرجعية والاستجابة في الوقت الحقيقي

وكل عمل يقوم به المستخدم لتغيير نطاق التاريخ، وتجميع مرشح، والاعتراف بأن جهاز الإنذار يمكن أن ينتج تعليقات فورية وواضحة، مثلاً عندما يقوم المستخدم بتعديل عرض من " يومية " إلى " شهرية " ، ينبغي أن يُحدِّد الرسم البياني بطريقة سلسة أو على الأقل تحديثه في غضون ثانية، كما أن ردود الفعل المتأخرة أو الغامضة قد تضعف الثقة في النظام، بالإضافة إلى أن التفاعلات المغلقة يجب أن تظل مستجيبة تحت عبء البيانات.

إمكانية الوصول والتصميم الشامل

ويجب أن يستخدم أدوات رصد الطاقة المتجددة أشخاص ذوي قدرات متنوعة، بما في ذلك ضعف الرؤية أو العمى الملون أو العاهات المحركة، وأن يتبعوا المبادئ التوجيهية المتعلقة بإمكانية الوصول إلى المحتوى في الشبكة العالمية 2-1 على الأقل: ضمان وجود تناقض كاف بين اللون، وتوفير بدائل للأجهزة المرجعية، ودعم الملاحة الرئيسية، والسماح باستعادة الميزات دون انقطاع الأجهزة الصناعية ذات الطابع المؤهل.

أهم أنواع لوحات الطاقة المتجددة الحديثة

أفضل الممارسات في مجال رؤية البيانات

(ب) استخدام نوع الرسم البياني الصحيح للبيانات: رسم بياني للاتجاهات على مر الزمن، وخرائط تصفية لمقارنة فترات الاختلاف، وقياسات أو دونات للقيم الفورية مثل عامل القدرة؛ وينبغي اختيار الشباك المكون على أن يكون مؤثراً ومميزاً بالنسبة لمستعملي الصبغة المتناظرة (مثل القيم المتباينة ذات القيمة الدودة).

نظم الإنذار والإخطار

ويجب أن تكون الأسلحة مفيدة وقابلة للتنفيذ ومرتبة حسب الأولوية، إذ يمكن أن تكون أجهزة الاتصال الشبكي الجيدة تنبيهات عن طريق الشدة (الخطية، الرئيسية، الثانوية، المعلوماتية) وأن تتيح للمستعملين مصادرة العتبات وقنوات الإخطار، وبدلا من دفن أجهزة الإنذار في قائمة طويلة، تستخدم أجهزة القياس الحديثة تنبيهات جماعية (مثلا، " 3 أجهزة إنذار في مقطورة التنبيه في سترينج ألف " )، وينبغي أن تخفض من الضوضاءة المستعمل.

الأرملة والآراء

ولا يوجد موقعان للطاقة المتجددة متطابقان، إذ أن واجهة تتيح للمستعملين إنشاء لوحات مصممة خصيصاً، وتضع نماذج للمواصفات التي يهتمون بها أكثر مما يهتمون بالمرونة التي توفرها، وتعطي المستعملين القدرة على توفير آراء متعددة (مثل " عمليات الإنقاذ " ، و " الصيانة السريعة " ، و " تقرير المصير " )، وتبدلها برسم خرائط ذات توقيت واحد.

القدرة على الاستجابة السريعة

وكثيرا ما يعمل فنيو الطاقة الشمسية والريحية في الميدان باستخدام أقراص أو هواتف ذكية، ويجب أن تتكيف الوصلة البينية سهلة الاستعمال مع الشاشات الصغيرة، مع الاحتفاظ بوظيفتها الأساسية دون محتوى متشبث، واستخدام تقنيات التصميم المستجيب: البطاقات المكدسة، والأقسام القابلة للتلف، والضوابط الملائمة لللمس (التي لا تقل عن 48 جهازا من أجهزة الهاتف المحمول، وأجهزة التأثير مثل أجهزة الاستلامح، وأجهزة التزودة، وأجهزة التدريب المتسلسلة،

In-Depth Examples of Leading Renewable Energy Interfaces

Tesla Solar Monitoring

ويمكن أن يحدد برنامج رصد الطاقة الشمسية وقاذفة الطاقة الكهربائية في تيسلا معيارا لوصلات الطاقة المتجددة التي ترسمها المستهلكين، وهو يوفر لوحة واحدة ذات طابع نظيف وصغير، وهي دائرة كبيرة تبين تدفق الطاقة الحالي بين الألواح الشمسية واستهلاك المنازل والشبكة/البطارية، كما أن السهام الملونة التي تستخدمها الدولة يمكن أن تحدد الاتجاه )الدرجة بالنسبة لتوليد الطاقة الشمسية، والمتوسط الأزرق لاستخدام البطاريات، والعلامات الصخرية(.

Vestas Wind Power SCADA

ويستخدم فيستا، وهو أحد أكبر مصانع التربينات الريحية في العالم، واجهة لأجهزة التحكم في العجلات، وربط بينات الرؤوس، وأجهزة التحكم في البيانات، وأجهزة التحكم في أعمق الأسطول، وتركيبها على مستوى الكفاءات، وبيانات الوصل بينية ذات الصلة بالشبكة، وبيانات التنبيه في مجال سرعة الارتفاع، وعلامات الضبط الحراري.

نظام رصد سون بوير

ويجمع موقع الرصد الخاص بشركة سون بوور بين تحليلات متطورة وبساطة للمستعملين المقيمين والتجاريين، ويظهر الشاشة المنزلية تصوراً " متطوراً " يكسر الجيل والاستهلاك والتفاعل الشبكي في الوقت الحقيقي، كما أن البيانات التاريخية تظهر من خلال مخططات تنبيهية تفاعلية تسمح للمستعملين بمقارنة الأداء اليومي أو الشهري أو السنوي.

Schneider Electric EcoStruxure

ويظهر برنامج " مدير " للكهرباء الإلكترونية حلاً من نوع صناعي للمنشآت المتجددة الواسعة النطاق، ويحتوي على لوحات مصممة قائمة على الدور: ويظهر رأي " مدير أعمال " مرتفع المستوى من مؤشرات الأداء مثل عامل القدرة والإيرادات، بينما يقوم " مشرف على الرعاية " بفحص مسارات الإنذار والصحة في المعدات، ويستخدم الواجهة مخططاً قائماً على أساس الترسبات مع تكييف السحب والتكن.

التحديات في تصميم نظم الطاقة المتجددة

حجم البيانات والجدارة

ويمكن للمزارع الشمسية الكبيرة أو الحدائق الهوائية رصد آلاف المكونات الفردية، وكل عملية إبلاغ على فترات دون ثانية، وتقديم هذه البيانات على نطاقي الاقتصاد الكلي (على نطاق الطول) والمقياس الجزئي (على مستوى الكفاف) يمثل تحديا كبيرا من نوع " أوكس " ، ويجب على المصممين أن ينفذوا تجميعا لبيانات ذكاء وتوقيتا لتجنب تدفق المستعملين الغامرين، مثلا، إظهار متوسط قدره 15 دقيقة بدلا من عينات من ثاني أكسيد الكربون.

المستعمل المعاكس

ويمكن أن يخدم نظام الرصد الوحيد التقنيين الميدانيين، ومشغلي غرف المراقبة، ومحللي الأعمال، والمديرين التنفيذيين، بل وحتى المنظمين، ولكل شخص أهداف ومستويات مختلفة من المعارف التقنية، كما أن تصميم واجهة واحدة تناسب الجميع غير عملي، بل إن النظم الحديثة تقدم رسوماً على أساس الدور أو صفائح شخصية، غير أن الحفاظ على الاتساق بين كل شخص، مع توفير نمط بحثي يُهمل احتياجات المستعملين، أمر صعب.

التكامل مع نظم الإرث والآويت

وهناك العديد من مواقع الطاقة المتجددة التي تعمل بمزيج من المعدات الجديدة والمسنة، وكل منها بروتوكولات الاتصالات الخاصة به (مدبوس، وDNP3، و OPC-UA) - وإنشاء واجهة موحدة تدمج البيانات من مصادر متنوعة بشكل سلس، يتطلب معالجة قوية ومدروسة لأشكال البيانات المختلفة وتحديث الترددات، وعلاوة على ذلك، يجب أن تعالج الوصلات البينية معالجة رشيدة الثغرات في البيانات أو القيم الثابتة، مع بيان مؤشرات واضحة عند عدم وجود نظام معلومات مدروس مفصولة.

الاتجاهات المستقبلية: تشكيل واجهات الطاقة المتجددة

AI-Driven Predictive Analytics

وتتجاوز المعلومات الاستخبارية الفنية حالات التحذير البسيطة للتنبؤ بالنفقة والأداء الأمثل، وستظهر الواجهات المستقبلية بعلامات أمامية مثل " توربين رقم 7 " ، ويحتمل أن تكون نسبة الفشل في صندوق المعدات 78 في المائة في غضون 14 يوماً من التفتيش المقرر " .

القيمة العقارية المحظورة للنفقة الميدانية

ويمكن لأجهزة الرؤوس والأجهزة المتنقلة في الواقع المخفف أن تنفق بيانات الرصد في الوقت الحقيقي على المعدات المادية، وقد يرى تقني يُوجه لوحة في جهاز من أجهزة اللافقار الشمسية علامات عائمة تبين ناتجه الحالي ودرجة حرارته ورمز الخطأ الأخير، وهذه المعلومات السياقية تقلل الوقت الذي يستغرقه التحول بين جهاز مسلّم وأجهزة فعلية، كما يمكن أن يسترشد بها في إجراءات الإصلاح خطوة وتبرز عناصر الأداء الرخيصة.

جيم - التأهيل ومحو الأمية في مجال الطاقة

ولتشجيع مشاركة المستهلكين في نظم الطاقة الشمسية والبطارية المنزلية، تقوم بعض الوصلات البينية بإدخال عناصر للتقسيم: شارات توفير الطاقة، أو أهداف إنتاجية شهرية، أو منافسة ودية بين الجيران، وفي حين أن هذا قد يبدو تافهاً بالنسبة للنظم الصناعية، فإن وضع البيانات الأساسية للطاقة، بشكل ملموس، وحفز تطبيقات في البيئات التجارية أيضاً، مثلاً يمكن أن يظهر وجود " ملامح عالمية " مصممة على أساس تجنب الكربون.

خاتمة

فإحداث وصلات بينية سهلة الاستعمال لنظم رصد الطاقة المتجددة هو تحد متعدد الأوجه يمزج بين علم البيانات والتصميمات البشرية والخبرة الفنية في مجال الطاقة، وذلك بإعطاء الأولوية للبساطة، والاتساق، والتغذية المرتدة في الوقت الحقيقي، وإمكانية الوصول إلى الطاقة، يمكن للمطورين أن يبنيوا أدوات تمكن الجميع من الوصول إلى مشغلي الأسطول، كما أن الأمثلة الحقيقية من تيسلا، وفيستاس، وشركة سون بويز، وكهرباء، توضح