شناسایی تغییرات دمای زمین، بهویژه در نواحی دارای پتانسیل ژئوترمال، نقش مهمی در بهرهبرداری ایمن از منابع انرژی، پیشبینی فعالیتهای زمینگرمایی و مدیریت ریسکهای زیستمحیطی دارد. یکی از فناوریهایی که طی سالهای اخیر این حوزه را متحول کرده، اینترنت اشیا (IoT) است. استفاده از شبکه حسگرهای متصل، امکان جمعآوری لحظهای دما، فشار و جریان حرارتی را فراهم کرده و به پژوهشگران و صنایع کمک میکند رفتار پوسته زمین را بهتر تحلیل کنند.
۱. نقش IoT در پایش دمای زمین
در مناطق ژئوترمال، تغییرات دما میتواند نشاندهنده فعالیتهای زیرسطحی مانند حرکت سیالات داغ، تغییر فشار مخازن زمینگرمایی، یا نزدیک شدن به مرحله فوران گازها باشد. حسگرهای IoT با نصب در چاههای اکتشافی، سطح خاک و نقاط حساس گسلها، دادههایی بسیار دقیق و پیوسته را ارسال میکنند.
قابلیتهای IoT در این حوزه شامل موارد زیر است:
اندازهگیری لحظهای دمای زیرسطحی با دقت بالا
پایش چندپارامتری شامل فشار، رطوبت خاک، نرخ جریان گاز و هدایت حرارتی
ارسال بیسیم داده از مناطق سختدسترس با استفاده از LoRaWAN و NB-IoT
تحلیل روندهای بلندمدت با اتصال دادهها به پلتفرمهای ابری
هشدار خودکار در صورت ثبت افزایش ناگهانی دما یا فشار
۲. اجزای فنی سامانه پایش ژئوترمال مبتنی بر IoT
یک سامانه مانیتورینگ دمای زمین معمولاً شامل حسگرهای مقاوم در برابر حرارت بالا، گیجهای فشار زیرسطحی، سونداژهای حرارتی, و ماژولهای ارتباطی کممصرف است.
اجزای اصلی:
حسگرهای دمای عمیق (Downhole Temperature Sensors)
قادر به کار در دماهای ۱۰۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد
دیتالاگرهای مقاوم در اعماق زمین
برای ثبت دادههای لحظهای و ارسال دورهای
Gatewayهای صنعتی
جهت تجمیع داده و ارسال آن به سرور یا ابر
پلتفرم تحلیل داده
که از الگوریتمهای یادگیری ماشین برای تشخیص الگوها استفاده میکند
سیستم هشدار هوشمند
برای اعلام ناهمگونیهای حرارتی یا فشارهای غیرعادی
۳. پروتکلهای ارتباطی مناسب
با توجه به سختدسترس بودن مناطق ژئوترمال، معمولاً از این پروتکلها بهره گرفته میشود:
LoRaWAN: برد طولانی، مصرف انرژی کم
NB-IoT: مناسب برای انتقال داده در مناطق فاقد پوشش مناسب
Satellite IoT: ارتباط پایدار در مناطق کاملاً دورافتاده
Modbus/RS485: برای ارتباط باسیم در اعماق چاهها
این پروتکلها تضمین میکنند که دادههای بحرانی بدون وقفه ارسال شوند.
در یکی از میدانهای ژئوترمال شرق آناتولی ترکیه، شبکهای از ۸۰ حسگر دما در اعماق مختلف نصب شد تا رفتار مخزن زمینگرمایی قبل از توسعه نیروگاه مورد ارزیابی قرار گیرد.
نتایج نشان داد که در بازه چندماهه، نوسان دمایی در عمق ۷۰۰ متری بهطور ناگهانی ۱۵ درجه افزایش یافته است. سامانه IoT با تحلیل این الگو، احتمال تغییر مسیر حرکت سیال داغ را تشخیص داد و تیم مهندسی را مطلع کرد. در نتیجه، برنامه حفاری اصلاح شد و از بروز خطر فشار بیشازحد در چاه جلوگیری گردید.
این تجربه نشان داد که استفاده از حسگرهای متصل چقدر میتواند در افزایش دقت اکتشاف و ایمنی عملیات ژئوترمال مؤثر باشد.
افزایش ایمنی عملیات حفاری ژئوترمال
پیشبینی بهتر رفتار مخازن حرارتی
کاهش هزینه پایش میدانی به دلیل حذف بازدیدهای مکرر
افزایش بهرهوری انرژی زمینگرمایی
مدیریت مؤثر خطرات زیستمحیطی* مانند خروج گاز یا افزایش دمای غیرعادی خاک
جمعبندی
IoT با ایجاد یک شبکه پایش دقیق و لحظهای، امکان مشاهده رفتار حرارتی زمین را در مناطقی که پیش از این دسترسی به داده دشوار بود فراهم کرده است. تلفیق این دادهها با تحلیلهای پیشرفته، تحول چشمگیری در مدیریت منابع ژئوترمال، ایمنی عملیات حفاری و نظارت بلندمدت بر تغییرات زیرسطحی ایجاد میکند.
اگر به دنبال پیادهسازی این سیستم در پروژههای صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.