استخدام العقارات المحظورة للتدريب وصيانة الهياكل الأساسية للطاقة المتجددة

فالواقع المحزن هو تغيير أساسي في كيفية تشغيل البنية التحتية للطاقة المتجددة، وتوفير الخدمات لها، وصيانتها، ومن خلال زيادة استخدام البيانات الرقمية مثل المواد الكيميائية، وقراءات الاستشعار في الوقت الحقيقي، أو إجراء عمليات إصلاح متحركة على المعدات المادية، فإن نظام البحث والتطوير في مجال الطاقة قد يخلق بيئة تعليمية وعملية معقدة تُسد الفجوة بين المعارف النظرية والممارسة العملية في مجال البحث والتطوير في مجال الطاقة.

دور ريالينغ المتزايد في الطاقة المتجددة

كما أن نظم الطاقة المتجددة - التوربينات والصفوف الفوفولتاتية، وتركيز محطات الطاقة الشمسية، والسدود الكهرمائية، والمرافق الحرارية الأرضية - كل منها يتطلب معرفة متخصصة من أجل التشغيل والصيانة الآمنين، كما أن أساليب التدريب التقليدية، مثل الكتيبات المطبوعة، والمحاضرات في الفصول، والإشراف على الظل الوظيفي، كثيرا ما تكون باهظة التكلفة، وتستغرق وقتا طويلا، وتقتصر على توافر مدربين متخصصين، علاوة على ذلك.

التحديات في مجال التدريب في مجال الطاقة المتجددة

• ][ التشتت الجغرافي:]][عادة ما تكون المنشآت المتجددة في مزارع الرياح البحرية النائية، والحقول الشمسية الصحراوية، ومواقع توليد الطاقة الكهرمائية الجبلية - التدريب المركزي غير العملي.
• High equipment costs:] Simulators or full-scale mock-ups for wind turbine nacelles or solar tracker systems are expensive to build and maintain.
• Safety risks:] working with high-voltage electrical systems, rotating machine, or at altitude requires careful procedure adherence that is difficult to taught from a book.
• Knowledge retention:] Passive learning methods lead to rapid forgetting; hands-on practice with immediate feedback is far more effective.

How AR Addresss these Challenges

ويضيف المتدربون إلى التعليمات التدريجية، ومؤشرات الإنذار، والتصوير المرئي ٣ دال مباشرة إلى المعدات المادية، ويرون تماماً الإجراءات الواجب اتخاذها وما هي الإجراءات المطلوبة، وهذا التعقيب في السياق الحقيقي يؤدي إلى تحسين الاحتفاظ به ويقلل من الوقت اللازم للوصول إلى الكفاءة، كما يمكن للخبراء عن بعد أن " يروا ما يراه التقنيون من خلال رؤية مشتركة بشأن البحث عن بعد، مما يؤدي إلى زيادة فرص العمل الحي مع توجيه دورات التدريب " .

طلبات التدريب التقني

ويُعد التدريب التقنيون قبل أن يلمسون يوماً عنصراً حياً، ويُعدون في الوقت الراهن طرائق التدريب الأولية التي يجري نشرها في قطاع الطاقة المتجددة، وذلك عن طريق خلق خبرات تعلمية آمنة ومكررة وغير متجانسة.

عمليات محاكاة افتراضية للمهام الرفيعة المستوى

وتواجه عمليات التطوير الشائكة، واستبدال اللافقارات الشمسية، وعملية التبديل ذات الصبغة العالية، مخاطر متأصلة، وتسمح محاكاة التربين بممارسة هذه الإجراءات في بيئة افتراضية تعكس المعدات الفعلية، ومن ذلك مثلاً أن التقني قادر على " الانتقال من خلال " ، داخل جهاز تربوي للريح باستخدام جهاز للتصوير أو لرق للصوت، مقارنة بقطع الغيار الميكانيكية التي تظهر.

كتيبات تفاعلية تدريجية

وكثيرا ما تكون أدلة الخدمة التقليدية أو المطبوعة مضبوطة، ويصعب نقلها أثناء ارتداء القفازات، وتصبح بسرعة قديمة، وتحل الأدلة التي يمكن استخدامها في البحث عن هذه المشاكل: إذ يرسم فني جهازا في عنصر ما، وتظهر التعليمات ذات الصلة كخط زائد، مع وجود سهام محاكاة تظهر تسلسلات متفاوتة، وقيم ممزقة، وافتراضات أمان، حتى إذا كان العامل قد قام بكشف ما إذا كان قد تم اختياره.

إرشادات الخبراء عن بعد

وربما يكون أقوى تطبيق للتدريب على البحث والتطوير هو المساعدة عن بعد، وعندما يواجه تقني صغير مسألة غير مألوفة، يمكن أن يتواصل خبير من أي مكان في العالم، وأن يرى بالضبط ما يراه التقنيون من خلال آلة التصوير التابعة للجهاز الثوري، ويمكنه بعد ذلك أن ينتقل مباشرة إلى ميدان البحث التقني إلى جهاز استشعار، مما يسلط الضوء على جهاز لاسلكي، أو أن يبرهن على سرعة عملية تشغيلية في الوقت الحقيقي.

AR for maintenance and Troubleshooting

وبالإضافة إلى التدريب الأولي، يُستخدم نظام تقييم الأداء بصورة متزايدة أثناء الصيانة الجارية والإصلاحات الطارئة، إذ إن القدرة على الوصول إلى البيانات الحية، وتربطه بالملاحظات المادية، وتُظهر العناصر الخفية أداة تشخيص وإصلاح قوية.

التعجيل بالتشخيص

فصناديق معدات التوربينات الشتوية، مثلا، تحتوي على عشرات أجهزة الاستشعار من أجل درجة الحرارة والهتز والضغط النفطي، ويمكن لنظام " آر " أن يسحب بيانات آنية من نظام " SCADA " ، ويزيدها مباشرة على مجموعة معدات العتاد المادي، ويمكن للفني أن يرى فورا ما يُحدث من تأخيرات في استخدام أجهزة التروس، دون الحاجة إلى استشارة في سياقات مستهدفة.

تصور العناصر الداخلية

وهناك العديد من أصول الطاقة المتجددة التي لا توجد بها مكونات غير واضحة دون تفكك، منها مثلاً قنوات التبريد الداخلية لغير طاقة أو رياح المولدات، ويمكن أن تظهر رؤية ثلاثية الأبعاد للأشعة السينية للمعدات، تبين بالضبط المكان الذي يقع فيه خطأ، وأفضل مسار للوصول، وهذا يقلل من الحاجة إلى التشريح الاستباقي ويحول دون إلحاق الضرر بالأجزاء المحيطة.

تحسين السلامة

فالسلامة هي مصدر قلق رئيسي في جميع أعمال صناعة الطاقة، ويمكن أن تعززها من خلال تسليط الضوء على المخاطر الكهربائية الحية أو المناطق الخريفية أو أجزاء النقل الثقيل، مثلاً عندما يقترب فني من خزانة مجهزة، يمكن أن يلقي الشعار إنذاراً أحمراً ويعرض مستوى الفولط، وبالمثل، أثناء تعديل النصب على توربين الرياح، يمكن أن يظهر في ظروف العمل الآمنة ويُنبه تقنياً إلى ما إذا تحرك.

المؤسسات التقنية لنظم نظم السجلات والمحفوظات

ويساعد فهم التكنولوجيا الأساسية على توضيح السبب في أن تطبيقات الطاقة المتجددة أصبحت عملية وميسورة التكلفة، وتجمع نظم البحث والتطوير الحديثة بين أوجه التقدم في مجال التصورات والرؤية الحاسوبية والربط السحابي من أجل تحقيق أداء ميداني موثوق به.

برامجيات، وأجهزة مواسير، وأجهزة نظارات ذكية

وقد تنوعت المشهد المقطعي للأجهزة الكهربائية في الهواء الطلق بسرعة، حيث أن الرؤوس ذات النوافذ العالية مثل جهاز ميكروسوفت هولورن 2 توفر تجربة غير مكتملة ومتحررة من اليدين مع ارتفاع مستوى الأشعة فوق البنفسجية، ومثالية للتصليحات المعقدة التي تتطلب كلا اليدين، وبالنسبة للمهام الخفيفة، فإن أجهزة التنظيف مثل أجهزة الإيباد أو أقراص الأندية تتسم بالفعالية:

البرامجيات: الاعتراف بالأصول ورسم الخرائط المكانية

وفي صميم أي نظام من نظم السجلات هو برامج يمكن أن تعترف بالأجسام الموجودة في العالم الحقيقي وأن ترسمها مكانياً، كما تحدد خوارزميات الرؤية الحاسوبية المكونات القائمة على الشكل أو اللون أو علامات أبريل تاغ، وعندما يتم الاعتراف بعنصر ما، ينسق النظام المسبق الرقمي مع الجسم المادي، حتى لو تحركت الأطراف التقنية رأسها، كما أن رسم الخرائط المكانية يتيح إمكانية فهم المقياس الجغرافي للكمبيوتر المخفي.

التواصل والتكامل بين البيانات

ولكي تكون هذه الأداة مفيدة حقاً في الصيانة، يجب أن تكون مرتبطة بالنظم الإيكولوجية لتكنولوجيا التشغيل في المصنع، وهذا يعني التكامل مع نظم إدارة الأصول وقواعد بيانات الاستشعار ومنابر نظام العمل عن طريق تطبيقات المعلومات المسبقة عن علم.() ويمكن أن يجهز حساب الدخل تكاليف الأنشطة على الصعيد المحلي للحد من حالات الطوارئ، بينما توفر شبكات الخلايا العاملة الخمسة النطاقات العالية الترددات المنخفضة الترددات اللازمة لتنقية بيانات الفيديو عن الخبراء عن بعد.

دراسات الحالة: البحث والتطوير في مجال التكنولوجيات المتجددة عبر نطاق العمل

وتظهر عمليات النشر في العالم الحقيقي الفوائد الملموسة التي تعود بها عملية البحث والتطوير في مجال الطاقة المتجددة، وتوضح الأمثلة التالية كيف تستخدم شركات الخدمات والمرافق الرئيسية اليوم.

Wind Turbine Blade Inspection and Repair

وقد اعتمد أحد أكبر أجهزة التربين الريحية النظارات لأجهزة التفتيش المسموعة، وقبل البحث عن النفط، كان التقنيون سيلتقطون صوراً بكاميرا للفحص الدي سي إل آر، ثم يحمّلونها لاحقاً لأغراض التحليل، وهي عملية قد تستغرق أياماً، حيث يمكن للتقنية أن تلتقط الصور والفيديو بشكل شفهي، كما أن التلف المشروحي المباشر (مثلاً، يُدرّدُ سجلاً للكشف ويضيف تعليقاً).

تشكيل الفريق الشمسي ورصده

ويستخدم متعهد من شركة EPC الشمسية محطة أرضية تعمل على أساس أقراص مثبتة لمساعدة المثبتات على مواءمتها مع مجموعات كبيرة من الجبال الأرضية، ويضع نظام " آر " شبكة افتراضية على السكك الحديدية المتصاعدة، تبين بالضبط المكان الذي ينبغي فيه وضع كل لوحة وزاوية المطهر الصحيح، ويزيد من تنبيه المقاولين المتوقعين إلى وجود وصلات كهربائية، وينتج عن أخطاء في تركيب الألوان، مما يحول دون حدوث أخطاء في كل عملية مسح.

صيانة النباتات المائية

وبالنسبة لمشغل كبير للسدود الكهرمائية، تم نشره للتفتيش على مدار الاضطرابات وصيانة بوابة الويسكي، حيث استخدم فريق الصيانة رؤسايات آر آر لينظر إلى تسلسلات ممزقة من أجل العناصر الاضطرابات الهائلة، ولم يكن محتوى الجرعة مرتبطا بنظام إدارة الصيانة المحوسبة للمصنع، فعندما يُفتح أمر العمل، تُدمرت عبوات " آر " ذات الصلة " بصورة تلقائية.

حواجز التنفيذ الواردة

وعلى الرغم من المزايا الواضحة، يجب على المنظمات أن تبحر في عدة عقبات لنشر تقرير التقييم على نطاق واسع، والاعتراف بهذه التحديات والتخطيط لها أمر أساسي لنجاح التنفيذ.

التكاليف والنظر في التقارير السنوية

وفي حين أن أسعار معدات البحث والتطوير قد انخفضت الآن من ٥٠٠ ١ دولار إلى ٥٠٠ ٣ دولار - يشمل مجموع التكاليف تراخيص البرامجيات، وخلق المحتوى، والإدماج مع النظم القائمة، وتدريب مديري نظم البحث والتطوير، بيد أن عائد الاستثمار يمكن أن يكون كبيرا عندما يقاس على انخفاض نفقات السفر، والأخطاء الأقل، ودورات التدريب الأقصر، وانخفاض عدد المعدات، وينبغي أن تُحسب حالة تجارية متحفظة لعدد المواقع النائية، وتكاليف السفر في مواقع المزرعة الواحدة،

تطوير وتوحيد المحتوى

ومن غير الواقعية نماذج كمية عالية من المواد المحتوية على الجرعة الثالثة من الحمض النووي، والتقديرات، وتسلسلات الخطوات التفاعلية - المطورون المهرة والخبراء المتخصصون، وفي البداية، فإن إيجاد محتوى لكل موجودات، هو نهج عملي يتمثل في إعطاء الأولوية لمهام عالية المخاطر أو عالية التردد، وتنشئ بعض الشركات " نماذج " يمكن تكييفها من أجل معدات مماثلة عبر مواقع مختلفة.

قبول المستخدمين وتدريبهم

وقد يكون التقنيون الذين عملوا مع أدلة ورقية لعقود من الملامح المألوفة من ارتداء غطاء الرأس أو استخدام قرص على العمل، ويتطلب النجاح في التبني إشراك المستخدمين النهائيين في وقت مبكر من عملية التصميم، واختيار معدات مريحة ودائمة، وتقديم تفسير واضح لكيفية جعل التدريب على العمل أسهل وأكثر أمانا، ويمكن أن تساعد الدورات التدريبية المجازة على التغلب على المقاومة، كما أن من المهم السماح للفنيين باستخدام عنصر البحث والتطوير في بيئة ذات أولوية.

The Future of AR in Renewable Energy

ويشير مسار تكنولوجيا البحث والتطوير إلى التكامل الأعمق مع التوأم الرقمي، والاستخبارات الاصطناعية، والنظم المستقلة، ومن المرجح أن يشهد العقد القادم أن البحث والتطوير أصبح واجهة موحدة للتفاعل مع أصول الطاقة المتجددة.

التكامل مع التوائم الرقمية واليو تي

والتوائم الرقمي هو نسخة افتراضية من أصل مادي يجري تحديثه باستمرار مع بيانات الاستشعار، وعندما يقترن ذلك ب " آر " ، يمكن للتقني الذي يرتدي جهازاً للرأس أن " يشاهد " النفقة الرقمية على الجهاز الحقيقي، مع قياسات الأداء في الوقت الحقيقي، ومحاكاة الإجهاد، وتنبيهات الصيانة التنبؤية، مثلاً إذا كان التوائم الرقمي من توربين الريحي يتوقع حدوث فشل في الافتراض في الافتراض الدقيق في 200 ساعة،

مساعدون مساعدون في مجال البحث والتطوير

وسيمكن تجهيز اللغات الطبيعية والرؤية الحاسوبية من إيجاد نظم للبحث والتطوير يمكن أن تجيب على الأسئلة الفنية شفويا: " اسمحوا لي بخطوات استبدال مرشح النفط لهذا الصندوق " ، كما أن تقرير التقييم سيصدر التعليمات المتعلقة بالطيران، كما يمكن أن يحلل تحركات التقني ويقترح سبلا أكثر كفاءة لإنجاز مهمة، أو أن يعلم أن خطوة قد اختلفت وأن يعرض على كل نظام من نظم التوجيه في مجال البحث عن الوثائق.

نحو الصيانة المستقلة

وفي الأجل الطويل، يمكن أن تكون هذه الآلية بمثابة واجهة إنسانية لنظم الإصلاح شبه المستقلة، بينما لا يمكن للطائرات المجهزة بعلامات البحث أن تطير إلى نصل توربيني، كما أن التقني الموجود على الأرض، باستخدام نظام " آر " ، يمكن أن " يمتد نطاق التغذية المجهزة بالكاميرات على مدار الساعة إلى المناطق الخطرة دون أن يتسلقها.

خاتمة

فالواقع المحزن لم يعد مفهوماً لا جدوى منه بالنسبة لصناعة الطاقة المتجددة - وهو أداة عملية تخفض بالفعل التكاليف، وتحسن السلامة، وتعجل بتدريب وصيانة الهياكل الأساسية للطاقة الشمسية والكهربائية، وتجمع البيانات في الوقت الحقيقي، وتوجيه الخبراء، والتصورات التفاعلية، وتسمح شركة آر بتمكين التقنيين من العمل على نحو أذكى وأسرع، حتى في أكثر البيئات النائية أو الخطرة قدرة على التكيف.

To explore further, readers may refer to the National Renewable Energy Laboratory’s research on AR wind turbine training], case studies from ]RealWear energy solutions, and the ] International Renewable Energy Agency’s technology innovation5[FL.]