يسهم مركز البحوث والتطوير التابع لهيئة كهرباء ومياه دبي ضمن مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، في دفع عجلة الابتكار في مختلف مجالات الإنتاج والتشغيل التي تحتاجها الهيئة، وأصبح المركز منصة عالمية توفر حلولاً وتقنيات مبتكرة تسهم في تعزيز العمليات التشغيلية والخدماتية لمختلف قطاعات المؤسسات الخدماتية.

ويضم المركز مختبر هيئة كهرباء ومياه دبي الخاص بالروبوتات والطائرات بدون طيار، الذي يعد أول مبنى بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في دولة الإمارات العربية المتحدة تتم طباعته بالكامل في موقع المشروع، وأول مختبر في العالم يتم إنشاؤه باستخدام هذه التقنية. ويتخصص المختبر في الأعمال الروبوتية حيث يتم داخله تصميم وبناء الطائرات بدون طيار والعربات ذاتية التشغيل.

الاستثمار في حلول الطباعة ثلاثية الأبعاد

طورت الهيئة من خلال مركز البحوث والتطوير التابع لها بنى تحتية وبرامج متقدمة متخصصة في الطباعة ثلاثية الأبعاد و”التصنيع بالإضافة”. وتعد الهيئة أول جهة في دول مجلس التعاون الخليجي تطبق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية باستخدام الخيوط والأسلاك، والتي تتميز بدقتها العالية ودورها في تقليل الوقت والتكلفة، وتحسين الإنتاجية والكفاءة وتعزيز الابتكار في الهيئة.

وتعتمد الهيئة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد كأحد الحلول الابتكارية لبناء النماذج وتصنيع قطع الغيار لقطاعات الإنتاج والنقل والتوزيع، ودعم رقمنة قائمة موجوداتها ومعداتها. ويدعم مركز البحوث والتطوير، من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد، التطورات المتسارعة التي تشهدها النماذج وتقديم الحلول الفنية والتدريب ومشاركة المعارف وإجراء الاختبارات الميكانيكية والتحليل الاقتصادي التكنولوجي، والبحوث والتطوير في مجال “التصنيع بالإضافة”.

منصة عالمية مستدامة ومبتكرة

قال معالي سعيد محمد الطاير، العضو المنتدب الرئيس التنفيذي لهيئة كهرباء ومياه دبي: “يدعم مركز البحوث والتطوير جهود الهيئة في مجال الابتكار الذي يعد ركيزة أساسية لعمل الهيئة، وقد حازت مشاريع الطباعة ثلاثية الأبعاد التي أطلقتها الهيئة إشادة واسعة من المؤسسات الخدماتية حول العالم، حيث تعمل الهيئة على تعزيز قدراتها الإنتاجية والتشغيلية من خلال زيادة الاستثمار في هذا النوع من التقنيات، وذلك ضمن برنامج الطباعة ثلاثية الأبعاد الذي تم اختياره ضمن مشروعات مبادرة دبي 10X التي أطلقها سيدي صاحب السمو الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس الدولة رئيس مجلس الوزراء حاكم دبي، رعاه الله، والتي تشكل منهج عمل لحكومة دبي للانتقال بالإمارة نحو ريادة المستقبل. ويدعم البرنامج “استراتيجية دبي للطباعة ثلاثية الأبعاد”، التي تهدف إلى استغلال التكنولوجيا لخدمة الإنسانية، وتعزيز مكانة دولة الإمارات العربية المتحدة ودبي كمركزً رائدً على مستوى المنطقة والعالم في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد بحلول العام 2030.”

وأشار المهندس وليد سلمان، النائب التنفيذي للرئيس لقطاع تطوير الأعمال والتميز في هيئة كهرباء ومياه دبي، إلى أهمية مركز البحوث والتطوير الذي يوفر اكتفاءً ذاتياً للهيئة من حيث تطوير تقنيات وحلول مبتكرة، ويعتمد المركز على أحدث تقنيات الثورة الصناعية الرابعة، بما في ذلك تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد مثل طابعات البلاستيك المعزز باستخدام مزيج من ألياف الكربون والألياف الزجاجية والطابعات الخرسانية العملاقة والطابعات المعدنية. ويسهم المركز في تعزيز قدرات موظفي الهيئة في هذا المجال، من خلال تنظيم ورش العمل والجلسات التدريبية، علاوة على تطوير خبرات المهندسين والباحثين العاملين فيه وترسيخ معرفتهم بمفاهيم التصنيع بالإضافة، مما يدعم تطوير الكفاءات الوطنية، حيث تبلغ نسبة الباحثين والباحثات المواطنين في المركز نحو 70%.

أشار الدكتور هشام إسماعيل، رئيس قسم الثورة الصناعية الرابعة بمركز البحوث والتطوير، إلى أن مركز البحوث والتطوير يعد أول مركز بحوث في العالم يطور تقنية استخدام الروبوتات في فحص الألواح الشمسية الكهروضوئية، حيث يتم تصنيع هذه الروبوتات داخل المركز، ما أسهم في رفع الأداء التشغيلي للألواح الشمسية الكهروضوئية في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، إضافة إلى خفض النفقات. ويسهم قسم الثورة الصناعية الرابعة في تمكين مجالات عمل المركز والتي تشمل الطاقة الشمسية، وتكامل الشبكة الذكية، وكفاءة الطاقة، والمياه.

ويتولى الدكتور إسماعيل تدريب موظفي المركز الجدد على إعداد أوراق بحثية تنشر على نطاق داخلي، ضمن برنامج “أبحاثي”، لإجراء 4 بحوث سنوياً في أي من محاور الثورة الصناعية الرابعة وربطها بمحاور المركز، كما يشرف على تدريب طلاب الجامعات في المركز من خلال برنامج “الباحث”، وعمل المركز على تمويل 17 مشروعاً تقدم بها الطلبة في إطار التزام هيئة كهرباء ومياه دبي بتشجيع البحث العلمي في الدولة، لبناء اقتصاد معرفي تنافسي قائم على الابتكار”.

وأثمرت بحوث المركز المتعلقة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد عن نشر ورقة بحثية بعنوان “المواد المخصصة للطباعة ثلاثية الأبعاد في الإنشاء والتشييد” خلال الدورة الثانية من “المؤتمر السنوي للطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع بالإضافة”، كما نشر العديد من الأوراق البحثية في مختلف دورات “المؤتمر والمعرض الدولي للهندسة الميكانيكية”، من بينها ورقة بحثية بعنوان “نظام الرصد والكشف الآلي للألواح الشمسية الكهروضوئية باستخدام الطائرات بدون طيار، و”تحسين الكشف عن الألواح الشمسية الكهروضوئية باستخدام طائرة بدون طيار مجهزة بتقنية الحركية الآنية (RTK)”، و”نظام الرصد والكشف الآلي للألواح الشمسية الكهروضوئية مع إمكانات تحديد الموقع الجغرافي باستخدام طائرة بدون طيار”، و”مقارنة تقديرية لعربة برية غير مأهولة مع تقنية الحركية الآنية لأنظمة الملاحة وتحديد المواقع باستخدام مرشح كالمان الممتد”. أما في الدورة الأخيرة من المؤتمر فقد نشر المركز ورقتين بحثيتين بعنوان “تمركز عربة برية غير مأهولة باستخدام مرشح كالمان الممتد المدعوم بالذكاء الاصطناعي لبيئات التضاريس المتعددة”، و”طريقة الملاحة لعربة برية غير مأهولة على خرائط الارتفاع المساحي للبعثات المستقلة في الصحاري الرملية”. أما في “مؤتمر معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات 2020″، فقد نشر باحثو مركز البحوث والتطوير ورقة بحثية بعنوان “تجميع الصور للكشف عن الألواح الشمسية الكهروضوئية”.

حصلت عددٌ من المشاريع البحثية لمركز البحوث والتطوير على براءات اختراع، ومنها براءة اختراع عن نظام مبتكر متخصص في محطات الشحن الذكية للسيارات الكهربائية. ويتيح النظام شحن جميع أنواع السيارات الكهربائية باستخدام كابل وقابس واحد، سواءً السيارات التي يتم شحنها عن طريق التيار المتردد أو التيار المباشر. ويسهم النظام الجديد في جعل تصميم محطات الشحن صديقاً للمستخدم قدر الإمكان، حيث تقوم محطة الشحن بتكييف الكابل وعملية الشحن تلقائياً مع متطلبات المركبة، لتجري عملية شحن جميع السيارات الكهربائية عبر نظام واحد.

وحصل مركز البحوث والتطوير على براءة اختراع ثانية عن مشروع قياس انعكاس الإشعاع الشمسي على الأسطح باستخدام عربة ذاتية التشغيل تم تطويرها داخلياً، حيث تم تطوير 5 نماذج أولية من المشروع الذي سيعتمد كخدمة مستقبلية تستفيد منها الهيئة والمؤسسات المحلية والدولية الراغبة في ذلك.

تتضمن محفظة البحوث لمركز البحوث والتطوير لعام 2021 العديد من المشاريع، من بينها “تطوير نظام آلي للكشف عن أعطال الخطوط الهوائية باستخدام طائرة بدون طيار”، ومشروع بحثي آخر يحمل عنوان “تطوير نظام آلي لمراقبة وصيانة الخطوط الهوائية باستخدام الأذرع الروبوتية”.

كما عقد مركز البحوث والتطوير ورشة عمل لنشر الوعي حول تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، من خلال عرض أمثلة تطبيقية لإنتاج قطع الغيار باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، بما يسهم في ابتكار حلول تعزز من الإنتاجية وتوفر الوقت والجهد والتكلفة.

فاز المركز بجائزة الفكرة المبتكرة خلال “قمة الأفكار الأمريكية 2020″، عن مشروع للكشف عن اللوحات الكهروضوئية وفحصها باستخدام الطائرات بدون طيار والذكاء الاصطناعي كما حصد المشروع أيضاً “جائزة الطفرة النوعية في الابتكار” خلال نفس الدورة من الجائزة.