تطبيقات الجيل الخامس في الطاقة الكهربائية

يعد الجيل الخامس من التقنيات اللاسلكية التي توفر سرعات رفع وتحميل أعلى واتصالات أكثر اتساقا وقدرة محسنة مقارنة بشبكات الأجيال السابقة، وهي من المفاهيم الحديثة التي لاقت رواجا في تطبيقات الثورة الصناعية الرابعة. وفي حين أن سرعات التحميل القصوى لشبكة الجيل الرابع يمكن أن تراوح من 50 إلى 180 ميجابت في الثانية، إلا أن سرعات تحميل الجيل الخامس تصل إلى 250 ميجابت في الثانية. وقد تصل السرعة إلى 20 جيجابت في الثانية، حيث تم تصميم الجيل الخامس لدعم زيادة سعة حركة المرور وكفاءة الشبكة بمقدار 100 مرة عن الأجيال السابقة. وتتميز شبكات الجيل الخامس بزمن وصول أقل وسعة أعلى وعرض نطاق ترددي أكبر مقارنة بشبكات التقنيات السابقة، وسيكون لهذه التحسينات في الشبكة تأثيرات بعيدة المدى في كيفية عيش الناس والأعمال والاجتماعات عن بعد وممارسة الألعاب. وهذا شيء مشاهد وحقيقي في المملكة حيث أتيحت تقنية الجيل الخامس لصناعة تجارب مذهلة من عدة مقدمي خدمات شبكات الجيل الخامس.

لقد بلغت قيمة السوق العالمية لخدمات الجيل الخامس ما يقارب 28.9 مليار دولار في 2023، ومن المتوقع أن تصل إلى 250 مليار دولار بحلول 2032، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 26.5 % خلال الفترة المتوقعة ما بين 2023 إلى 2032. وعلى أية حال لا يوجد فرد أو كيان يدعي أنه ابتكر تقنية الجيل الخامس، ولكن بعض المساهمين الرئيسين، يشملون شركات مثل إريكسون ونوكيا وكوالكوم وسامسونج وهواوي وZTE وغيرهم، الذين ابتكر كل منهم مكونات مهمة لشبكات الجيل الخامس.

لقد أثرت تقنية الجيل الخامس على تقنيات متعددة ومنها: المركبات ذاتية القيادة والروبوتات والأجهزة الطبية والمعدات الصناعية والآلات الزراعية والشبكات الكهربائية الذكية. وكلما تم ربط البيانات والتحكم فيها بشكل أسرع، كان أداء الآلات أسرع وأفضل. ولكن هل بالإمكان أن تستفيد الطاقة الكهربائية من مميزات الجيل الخامس؟ هناك عدة خدمات تطبيقية لتقنية الجيل الخامس في الطاقة الكهربائية، ومنها التحكم وتجميع البيانات وتكامل المحطات مع شبكة الكهرباء. وقد يتم دمج تقنية الجيل الخامس للمراقبة عن بعد في الطاقة الكهربائية، ما يوفر دقة في الوقت الفعلي وقدرات مراقبة محسنة.

أما أهم تطبيق للجيل الخامس فيبرز في مجال الشبكات الذكية. ستسمح تقنية الجيل الخامس اللاسلكية لعدد أكبر من الأجهزة الكهربائية غير المتصلة بالاتصال، وستوفر تدفق بيانات دقيق ومستمر مع زمن وصول أقل. وتعد تقنية الجيل الخامس من ممكنات تشغيل العدادات الذكية، بل وتعمل على زيادة دقة الحماية والمراقبة والتحكم والتشغيل في المرافق وتوفر بيانات كافية للنظام، ما يؤدي إلى تشغيل أفضل وآمن للشبكة الذكية. ويؤدي التقاط المعلومات من خلال الجيل الخامس إلى زيادة إدارة جانب الطلب لدعم اتزان الأحمال، الذي يساعد على خفض الحمل الذروي ومن ثم انخفاض تكلفة الكهرباء.

لقد أدى تكامل الطاقة المتجددة إلى تمكين توليد الطاقة في قطاع التوزيع حيث يمكن تركيب محطات التوليد المرافق بالقرب من مراكز الأحمال، ولكن تتطلب هذه المصادر حماية معززة لمنع انقطاع التيار الكهربائي في الشبكة وتوفير طاقة موثوقة للعميل. ويمكن لتقنية الجيل الخامس أن توفر سهولة الوصول إلى البيانات المطلوبة وتمكين طرق جديدة لخوارزميات الحماية المطلوبة دون الحاجة إلى بنية تحتية جديدة للاتصالات.

ختاما، من المتوقع أن يتم إطلاق الجيل السادس تجاريا في 2030، الأمر الذي سيتيح توسعا لتقنية شبكات الاتصالات بشكل أكبر من أجل زيادة السعة وتقليل زمن الوصول وتحسين مشاركة الطيف الترددي وسيكون لتقنية الجيل السادس أيضا دور أكبر في تمكين مكونات الطاقة الكهربائية من التشغيل بكل كفاءة واقتدار.