الوصال – كشفت نتائج دراسة بحثية عمانية للباحثة الرئيسية الدكتورة مريم بنت زهير اللواتية، من وزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار عن طريقة جديدة ومبتكرة لاستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة وتطويعها في مجال تبريد المباني في سلطنة عمان باستخدام الطاقات البيئية المتجددة عبر نظام ذكي يدمج هذه التقنيات عبر آلية معينة، حيث يعمل النظام المصمم بالذكاء اصطناعي على التنبؤ بحجم وكمية التبريد الضرورية للمبنى لفترة الصيف والشتاء، وبناء على التنبؤات يقوم نظام التحكم بتشغيل نظام المكيف الحراري حسب احتياجات المبنى.
وجاءت فكرة البحث من أهمية استغلال الطاقات المتجددة الموجودة في السلطنة، لحل مشكلة دائمة ومستمرة وهي تبريد وتكييف المباني، وهي مشكلة دائما ما تكون موجودة في الأشهر الصيفية عبر استغلال التقنيات الحديثة والمتطورة في تقنيات الذكاء الاصطناعي لإيجاد طريقة تساعد على تخفيف المشكلة البحثية بطريقة مستدامة ونظيفة للبيئة.
وشمل البحث استخدام عدة أدوات مثل تحليل البيانات لحالات الطقس المختلفة في السلطنة، بحكم اعتبارها تحديات واقعية خاصة من ناحية الطقس في الأشهر الصيفية، والبيانات الخاصة بالمباني نفسها مثل المواد المستخدمة في المباني بحكم اختلافها عن المباني الأخرى المستعملة في الدول الأوروبية، ومراعاتها لحالة الطقس أيضا.
وشمل البحث استخدام البرامج مفتوحة المصدر في تصميم وتنفيذ المشروع، منها لغة البرمجة بايثون وهي من اللغات المعروفة حاليا، وأيضا مكتبة مخصصة للذكاء الاصطناعي من شركة جوجل، وهي واحدة من المكتبات مفتوحة المصدر التي تعتبر في الوقت الحالي من بين المكتبات الأكثر شهرة وعراقة.
واختارت الباحثة الطاقة الشمسية للدراسة كنوع الطاقة المتجددة لتبريد المباني، حيث تقوم هذه الطاقة بتشغيل المكيف الحراري الذي يقوم بتوفير الطاقة للتبريد لمبنى الدراسة البحثية، والمكيف الحراري يحتاج لبعض الطاقة لفرز الطاقة الحرارية لتوفير نوع من الاستمرارية للتبريد وهذا يكون عبر نقل الطاقة إلى الأرض، واستغلال الأرض والطاقة الجوفية للحد من تأثير الحرارة وهذا النوع من تحويل النظام هي طريقة ابتكارية، وقد تم برمجة الذكاء الاصطناعي لتحديد ساعات العمل المناسب جدا لعمل هذا النظام.
وطبقت الدراسة البحثية الذكاء الاصطناعي في مجال التنبؤ في عمل نظام التبريد عبر حساب حمل التبريد للمبنى، وكما هو معروف فإن حمل التبريد في سلطنة عمان مختلف عن الدول الأخرى بسبب ارتباطه بالظروف الجوية بالسلطنة، حيث يزداد حمل التبريد في الشهور الصيفية كما هو ملاحظ، وكما هو معروف كذلك يزداد الطلب على التبريد في شهور يونيو ويوليو وأغسطس ويكون عال جدا، ولكن في خلال هذه الأشهر وبسبب الوضع المناخي الاستثنائي لموسم الخريف في محافظة ظفار فإنه يؤثر على الطاقة الشمسية، وطريق حساب هذا الحمل التبريدي عبر نظام الذكاء الاصطناعي الحالي والمنتشر عبر العالم توجد فيه عدة صعوبات، ولذلك ابتكر البحث طريقة جديدة في توظيف الذكاء الاصطناعي في حساب الأحمال التبريدية، ليناسب النظام المخصص له.
وأظهرت نتائج الدراسة البحثية اعتماد السلطنة تماما في تبريد المباني على الطاقة الكهربائية وبنسبة مائة في المائة، لكن عندما يتم ادخال الطاقة الحرارية المعتمدة على الطاقة الشمسية، فقد أثبتت الدراسة إمكانية تقليل استخدام الطاقة الكهربائية من نسبة مائة في المائة في السنة إلى (23.6%)، وهذه النسبة في الانخفاض جدا كبيرة، والمجال مفتوح كثيرا في هذه النتيجة لخفض أكبر في النسبة، كما اظهر البحث أن قدرة النظام الصناعي على تناقص حمل التبريد لهذا النظام الهجين وصل لدقة عالية بنسبة 98%، وشملت النتائج أهمية وضرورة فتح الدراسة المجال لمشاريع أخرى وحلول بديلة أو داعمة للنظام الهجين في المستقبل، للاستمرار في التنفيذ حيث أن نظام تبريد الأحمال في السلطنة يعاني حاليا من بعض الصعوبات، كما أن النظام الذكي يعتبر نظاما حديثا نوعا ما في السلطنة، وأثبتت الدراسة البحثية أن دور الطاقة الحرارية الجوفية يعتبر ضئيلا، مقابل نسبة استخدام الطاقة الشمسية، لذلك يجب علينا استخدام الطاقة الشمسية بكفاءة في هذا المجال.
وأتت الدراسة البحثية ضمن مشروع رسالة الدكتوراه للباحثة، ضمن اتفاقية التعاون البحثي المشترك بين مجلس البحث العلمي سابقا وبين مؤسسة هلم هولتز الألمانية لدراسة مشروع التبريد الهجين باستخدام الطاقة الشمسية، والطاقة الحرارية الجوفية، مع تنفيذ الفكرة على مبنى المركز الاجتماعي في مجمع الابتكار مسقط، نظرا لاحتواء المبنى على مجموعة من النظم التي انبثقت منها فكرة تصميم نظام تحكم يعتمد على استخدام الذكاء الاصطناعي بدلا من النظام اليدوي المعتاد.
