هیدروژن سبز بهعنوان یکی از پاکترین منابع انرژی در مسیر گذار جهانی از سوختهای فسیلی به انرژیهای تجدیدپذیر شناخته میشود. اما چالش بزرگ در استفاده از آن، مدیریت و ذخیرهسازی ایمن و بهینه است. ازآنجاکه هیدروژن دارای چگالی انرژی بالا ولی وزن مولکولی بسیار کم است، کنترل فشار، دما و نشت آن نیازمند سامانههای دقیق و پیوسته است. اینجاست که اینترنت اشیا (IoT) نقش کلیدی خود را در پایش بلادرنگ، کنترل خودکار و تحلیل دادههای محیطی ایفا میکند.
نقش IoT در مدیریت ذخیرهسازی
در سامانههای ذخیرهسازی هیدروژن، IoT بهصورت شبکهای از حسگرهای هوشمند، کنترلرها و ماژولهای ارتباطی عمل میکند. دادهها از نقاط مختلف مانند مخازن، شیرهای فشار، خطوط انتقال و واحدهای خنککننده جمعآوری شده و به سرور مرکزی یا پلتفرم ابری منتقل میشود. این دادهها شامل پارامترهایی چون فشار (Pressure)، دمای داخلی (Internal Temperature)، رطوبت، میزان نشت (Leak Detection) و ارتعاش (Vibration) هستند.
پروتکلهایی مانند LoRaWAN، MQTT و NB-IoT امکان ارتباط مطمئن و کممصرف را بین تجهیزات فراهم میکنند. این دادهها پس از جمعآوری، توسط الگوریتمهای تحلیل پیشبینانه (Predictive Analytics) مورد بررسی قرار میگیرند تا احتمال بروز خطراتی نظیر افزایش فشار ناگهانی یا نشتی گاز پیشبینی و هشدار سریع صادر شود.
ساختار سامانه
یک سامانه پایش هوشمند ذخیرهسازی هیدروژن معمولاً شامل اجزای زیر است:
۱٫ حسگرهای هوشمند (Smart Sensors):
شامل سنسورهای فشار با دقت بالا، حسگرهای نشت هیدروژن با فناوری MEMS، و ترمیستورهای مقاوم در برابر خوردگی.
۲٫ کنترلر محلی (Edge Controller):
وظیفه جمعآوری و پردازش اولیه دادهها را قبل از ارسال به سرور دارد. این کنترلر معمولاً مجهز به الگوریتمهای فیلتر نویز و آنالیز لحظهای است.
۳٫ درگاه ارتباطی (IoT Gateway):
دادهها را از شبکه محلی حسگرها جمعآوری کرده و از طریق NB-IoT یا LTE به سرور ابری منتقل میکند.
۴٫ پلتفرم نرمافزاری ابری (Cloud Platform):
برای ذخیره، تحلیل، نمایش و هشداردهی استفاده میشود. اغلب از مدلهای هوش مصنوعی برای تشخیص ناهنجاریها بهره میگیرد.
۵٫ رابط کاربری (Dashboard):
برای اپراتور، داشبوردی فراهم میکند که وضعیت هر مخزن، فشار فعلی، روند تغییرات و هشدارهای اخیر را در زمان واقعی نمایش میدهد.
در یکی از پایگاههای ذخیرهسازی هیدروژن در شمال اروپا، شرکتهای انرژی از سامانه پایش IoT مبتنی بر LoRaWAN برای کنترل فشار مخازن ۳۵۰ بار استفاده کردند. هر مخزن به حسگر فشار دیجیتال و حسگر نشت هیدروژن مجهز بود. دادهها به یک گیتوی مرکزی منتقل و در سرور ابری تحلیل میشدند. با کمک مدل یادگیری ماشینی، هرگونه تغییر غیرعادی در نرخ افت فشار بهعنوان نشانهای از احتمال نشتی شناخته میشد و هشدار به تیم نگهداری ارسال میگردید. این سیستم توانست در سال اول، زمان تشخیص نشت را از ۲ ساعت به کمتر از ۵ دقیقه کاهش دهد.
مزایا و نتایج فنی
افزایش ایمنی: تشخیص سریع نشت و کنترل خودکار شیرهای ایمنی.
بهینهسازی هزینهها: کاهش دفعات بازرسی دستی و پیشگیری از خرابیهای پرهزینه.
پایش بلادرنگ: دسترسی مداوم به وضعیت مخازن از طریق داشبورد ابری.
نگهداری پیشبینانه: تحلیل دادههای بلندمدت برای پیشبینی زمان تعمیر یا تعویض تجهیزات.
پایداری محیطزیستی: جلوگیری از انتشار هیدروژن به اتمسفر که میتواند بر تعادل شیمیایی جو تأثیر بگذارد.
ترکیب فناوری IoT و تحلیل دادههای هوشمند در مدیریت ذخیرهسازی هیدروژن سبز، گامی حیاتی در توسعه زیرساختهای انرژی پایدار محسوب میشود. با افزایش ظرفیت نیروگاههای بادی و خورشیدی، هیدروژن بهعنوان یک ذخیرهساز انرژی آیندهنگر مطرح است و سامانههای IoT، بستر امن و هوشمندی برای بهرهبرداری ایمن و اقتصادی از آن فراهم میکنند.
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.