أربعة مشاريع لتميز الطاقة بهندسة المنصورة تحصل على تمويل من USAID

استكمالاً لمسيرة التَّميز والرِّيادة لجامعة المنصورة، نجحت فرق عََمل من كلية الهندسة في مشروع تميز الطاقة المشترك بين جامعات أريزونا والمنصورة وعين شمس وأسوان والممول من USAID في الحصول على دعم لأربعة مشروعات، ومشروع مشترك مع جامعة عين شمس.

حيث حَصل المشروع الأول "نظام مستقل ومدمج للإنتاج المتزامن للكهرباء والمياه العذبة في المناطق النائية" للباحث د/ محمد رجب بقسم هندسة القوى الميكانيكية بهندسة المنصورة على تمويل بقيمة 160000 دولار. ويهدف المشروع إلى تطوير جهاز متكامل يتكون من الخلايا الكهروضوئية منخفضة التركيز مدمجة بنظام تحلية حراري لتوفير الكهرباء والمياه العذبة للمناطق المعزولة، وكان أحد الابتكارات الرئيسية المهمة في هذا المشروع هو استبدال الجزء الخلفي من الألواح الكهروضوئية منخفضة التركيز بقناة تغذية عالية التَّوصيل الحراري، مما يؤدي إلى استبدال هذه الطبقة وتؤدي إلى إنشاء وحدة جديدة وسيؤدي الاتصال الحراري المباشر إلى تمكين الحرارة الزائدة المتولدة في LCPV لتسخين المياه المغذية لعملية التحلية الحرارية لإنتاج مياه صالحة للشرب.

فيما حصل المشروع الثاني للباحث د/ محمد سامح- بقسم هندسة القوى الميكانيكية بهندسة المنصورة- على تمويل قدره 102000 دولار، حيث يشمل هذا المشروع تحسين كفاءة الخلايا الفوتوفولتية عن طريق تبريد الألواح الشمسية باستخدام هيدروجين ماص للمياه من الغلاف الجوي.

يقترح المشروع استخدام هيدروجيل فعالًا مطورًا حديثًا لامتصاص بخار الماء من درجة الحرارة المحيطة أثناء الليل، وبعد ذلك استخدام الماء الممتص لتبديد الحرارة الزائدة من اللوحة الشمسية الخلفية، مما يؤدي إلى تبخر المياه المخزنة خلال اليوم. بعد ذلك، سيتم تطوير نموذج رقمي والتحقق من صحته لمحاكاة العملية برمتها، وسيستخدم النموذج بعد ذلك في دراسة بارامترية لتحديد أفضل ظروف التَّشغيل والتَّصميم للنظام، ومن ثَمَّ يتم إنشاء منصة اختبار بمساعدة الشريك الصّناعي بناءً على النتائج العددية.

سيتم استخدام جهاز الاختبار للتحقق من أداء النظام في ظل ظروف تشغيل واقعية.

وحصل المشروع الثالث للباحث أ. د/ محمد رزق- بقسم الهندسة الكهربية، هندسة المنصورة- على تمويل قيمته 54800 دولار. يستحدث هذا المشروع نظامًا ضوئيًّا جديدًا لضخ المياه يعتمد على محركات المعتوقة المغناطيسية المتغيرة والمكثفات الفائقة. ويستهدف إلى تطوير نظام ضخ مياه يتسم بالكفاءة والفعالية من حيث التكلفة، للمساعدة في التَّغلب على مشاكل نقص المياه في مصر. ويسعى لتحقيق أهداف رئيسة منها تطوير نظام ضخ مياه فعال من حيث التكلفة، لتخفيف العبء الاقتصادي على المزارعين وتخفيف العبء على شبكة الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية المتجددة، وخفض التكلفة السَّنوية لاستهلاك الكهرباء لقطاعات المجتمع المصري. وتقليل الاعتماد على الأنهار كمصدر رئيسي للمياه عن طريق استخدام الموارد المائية المتاحة مثل: المياه الجوفية أو مياه البحر بعد التحلية، والمساعدة في زيادة مساحة الزراعة في مصر عن طريق زراعة الصحراء باستخدام المياه الجوفية، وكذا تقليل البصمة الكربونية لمصر، ودعم خارطة طريق الطاقة في مصر 2035، وتحسين شامل للاقتصاد المصري.

ويتضمن المشروع الرابع كيفية تطوير موائع نانوية؛ لتحسن كفاءة الثلاجات المنزلية باستخدام تكنولوجيات الذكاء الاصطناعي، للباحث أ. د/ محمد محمود عوض- قسم هندسة القوى الميكانيكية بهندسة المنصورة. وقد حصل على تمويل بقيمة 51200 دولار، يهدف هذا الاقتراح إلى تقليل استهلاك الطاقة من الثلاجات المنزلية بنسب تتراوح من 20٪ إلى 25٪، حيث يقترح استخدام زيوت التشحيم النانوية/ الهجينة لتحسين أداء الثلاجات المنزلية باستخدام نماذج الذَّكاء الاصطناعي، مما سيؤدي إلى تقليل الاستهلاك السنوي للطاقة في مصر بمقدار 300 مليون كيلوواط ساعة كل عام. بمساعدة تكنولوجيات الذكاء الاصطناعي (AI) يمكن اختيار أفضل مزيج من الجسيمات النانوية ومواد التشحيم ثم التحقق من صحتها معمليًّا. في سياق هذا المشروع، يتم تقييم نماذج الذكاء الاصطناعي الحالية واختيار الأنسب منها للعثور على أفضل تركيبات زيوت التشحيم النانوية، ومن ثم يتم تطوير وتدريب نموذج للذكاء الاصطناعي باستخدام البيانات المتاحة من الدراسات المنشورة سابقًا، وتجربة تركيبات مختلفة من زيوت التشحيم النانوية لتحقيق أفضل أداء، وأخيرًا التحقق من صحة نتائج النموذج من خلال القياسات المعملية على الثلاجات المنزلية.

وأخيرًا، حصل المشروع الخامس والمشترك بين جامعتي عين شمس والمنصورة، للباحث المشارك: أ. م. د/ محمد إبراهيم العلم –قسم هندسة الأشغال العامة بهندسة المنصورة- والذي يقترح تحسين إنتاج الطاقة المتجددة من عملية الهضم المشترك للنفايات والحمأة بناء على آفاق الاقتصاد الحيوي، على تمويل بلغ قيمته 142476 دولار.

يسعى المشروع إلى تطوير نظام معالجة بيولوجية (هضم لاهوائي) مشترك لكل من حمأة الصَّرف الصِّحي والمخلفات الزراعية في وجود خليَّة كهربية ذات جهد منخفض وغشاء للتبادل الأيوني يعمل على استخلاص غاز الهيدروجين مما يعمل على إنتاج كثيف ونقي للهيدروجين يمكن استغلاله كمصدر للطاقة النظيفة، ومن جهة أخرى يتم التَّخلص من المخلفات الزراعية ذات قابلية التَّحلل البيولوجي المنخفضة والتي كان يتم التخلص منها عن طريق الحرق المكشوف، وينتج عنها مشاكل بيئية وصحية جسيمة. علاوة على ذلك يمكن استخدام مخلفات الهضم اللاهوائي كمصدر للأسمدة العضوية مما يمثل ميزة اقتصادية وبيئية أخرى.