نبـــذة عن تقنية فلوفولت (FlowVolt Charge):
تُعَـدُّ تقنية
FlowVolt Charge نظامًا مبتكرًا لحصاد الطاقة، صُمّم لتحويل حركة الموائع — مثل تدفق الرياح أو المياه — إلى طاقة كهربائية باستخدام جناح هوائي دوّار ذاتي التكيّف. ويتميز هذا الجناح الديناميكي بقدرته على الاستجابة للتغيّرات في سرعة واتجاه تدفق المائع، مما يتيح حركة تذبذبية منتظمة تُسهم في عملية تحويل الطاقة بكفاءة عالية.
يجمع النظام بين آليتين متقدمتين لتحويل الطاقة:
آلية التحويل الكهروضغطي (Piezoelectric)، التي تولّد الكهرباء من الاهتزازات الميكانيكية الناتجة عن حركة الجناح، وآلية التحويل الكهرومغناطيسي (Electromagnetic)، التي تُنتج تيارًا كهربائيًا عبر الحركة النسبية بين المغناطيس والملفات. ويُعزّز هذا النهج المزدوج إنتاج الطاقة عبر نطاق واسع من ظروف التشغيل.
يُعد
نظام فلوفولت مناسبًا على نحو خاص لتغذية التقنيات الذكية وأنظمة المراقبة عن بُعد، مثل شبكات المستشعرات، والعوامات البحرية، ومحطات رصد البيئة، خاصة في المواقع التي يصعب فيها الوصول إلى مصادر الطاقة التقليدية. كما أن تصميمه المتين وقلة احتياجه للصيانة يضمنان موثوقية عالية على المدى الطويل، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في البيئات القاسية أو النائية.
ومن خلال توفير بديل مستدام وقابل للتوسع عن البطاريات أو الكهرباء السلكية، يدعم
نظام فلوفولت الطلب المتزايد على الأجهزة ذاتية التغذية في عصر
إنترنت الأشياء (IoT)، واضعًا معيارًا جديدًا لتقنيات حصاد الطاقة الهجينة.
تفاصيل مشروع فلو فولت
المجال العلمي أو التقني
الهندسة الميكانيكية: حصاد الطاقة من الاهتزازات، التكنولوجيا.
الجدول الزمني للمشروع:
يناير، 2023 – يناير، 2024
الأهداف الرئيسية للمشروع:
- إنشاء آلية جناح هوائي ذاتي الموالفة (self-tuneable).
- تصميم وتطوير واختبار نظام لا خطي (nonlinear) لحصاد الطاقة كهروضغطي على شكل جناح هوائي، يعتمد على الاهتزازات المستحثة بالتدفق (flow-induced vibration).
- الوصول بالمنظومة إلى الوضع الأمثل (Optimization) لتعزيز أداء عملية حصاد الطاقة.
الأثر المتوقع والأهمية:
يُقدم مشروع
FlowVolt Charge إسهامًا كبيرًا في التقدم العلمي من خلال طرح نظام هجين ومبتكر لحصاد الطاقة يجمع بين المبادئ الكهروضغطي والكهرومغناطيسية مع جناح هوائي دوار ذاتي التكيف. يعزز هذا الابتكار متعدد التخصصات (interdisciplinary) من كفاءة وقابلية تكيف أنظمة حصاد الطاقة المعتمدة على الموائع، ويقدم رؤى جديدة في مجال المواد الذكية، والتفاعل بين الموائع والهياكل (fluid-structure interaction)، وأنظمة توليد الطاقة منخفضة القدرة.
يواجه المشروع تحديات بيئية وحيوية في مجال الطاقة من خلال توفير مصدر طاقة نظيف ومتجدد لا يتطلب صيانة، وهو مخصص للتطبيقات البعيدة والخارجة عن الشبكة (off-grid)، مثل الرصد البيئي، والزراعة الذكية، وتشخيص سلامة البنى التحتية. تُعد هذه التطبيقات حيوية لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري والحد من البصمة البيئية.
وتماشيًا مع
رؤية قطر الوطنية 2030، يدعم مشروع
FlowVolt Charge ركائز التنمية المستدامة، والتنويع الاقتصادي، والحفاظ على البيئة. فمن خلال تعزيز تقنيات الطاقة النظيفة، يسهم المشروع في بناء اقتصاد قائم على المعرفة وتعزيز الاكتفاء الذاتي التكنولوجي للدولة. علاوة على ذلك، فإن تطوير هذا النظام وتطبيقه يخلق فرصًا للابتكار، والتصنيع المحلي، وتنمية المهارات التقنية، مما يعزز ثقافة البحث وريادة الأعمال.
يؤدي المشروع أيضًا دورًا رئيسيًا في تشجيع البحوث التي يقودها الشباب عبر إشراك الطلاب والباحثين في بداية مسيرتهم المهنية في أعمال تجريبية متطورة وأعمال قائمة على المحاكاة (simulation-based). كما أنه يشجع على التفكير النقدي، والتعلم العملي، والتعاون متعدد التخصصات، مما يمكّن الجيل القادم من المهندسين والعلماء من الريادة في مجال الابتكار المستدام.
تفاصيل المشرفين:
-
الاسم الكامل: الدكتور أسان ج. أ. موثاليف
-
المسمى الوظيفي: أستاذ
-
القسم أو الوحدة: قسم الهندسة الميكانيكية
-
المؤسسة/الجهة: جامعة قطر
-
البريد الإلكتروني: drasan@qu.edu.qa
أعضاء الفريق المشاركون:
-
محمد حفيظ، دكتوراه، الهندسة الميكانيكية، كلية الهندسة.
-
محمد فرحان، دكتوراه، الهندسة الميكانيكية، كلية الهندسة.
الموارد أو المنشورات ذات الصلة :
صورة النموذج:
