مركز البحوث والتطوير

يعمل مركز البحوث والتطوير التابع لهيئة كهرباء ومياه دبي والواقع في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، على تطوير واختبار حلول مبتكرة تسهم في تحسين عمليات وخدمات الهيئة. وتشمل مجالات البحث في المركز: الطاقة الشمسية، والمياه، وتكامل الشبكات الذكية، وأنظمة الطاقة. وتدعم هذه المجالات الأساسية ركيزتان تمكينيتان هما: تقنيات الثورة الصناعية الرابعة (بما في ذلك الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات، وإنترنت الأشياء، والروبوتات والطائرات بدون طيار، والطباعة ثلاثية الأبعاد والمواد المتقدمة)، بالإضافة إلى تقنيات الفضاء والاستشعار عن بُعد.

ولأداء مهامه على أفضل وجه، يضم مركز البحوث والتطوير أربع إدارات رئيسة وهي: إدارة برنامج البحوث؛ إدارة تطوير التقنيات وعرضها والتي تركز على تنفيذ المشاريع التجريبية على نطاق واسع؛ إدارة التقنيات المعنية بتوليد وحماية الملكية الفكرية؛ إدارة البنية التحتية للبحوث ودعم تشغيل المختبرات. ويجري دعم جميع هذه الإدارات من خلال وحدة مستقلة لإدارة مشاريع الحوكمة، تتولى الإشراف على الحوكمة وإدارة البرامج وقياس الأداء.

الأهداف الاستراتيجية

1. ترسيخ مكانة هيئة كهرباء ومياه دبي بوصفها جهة رائدة عالمياً في خدمات الطاقة والمياه.

2. دفع التحسين المستمر عبر العمليات التشغيلية الأساسية للهيئة.

3. تعزيز القيمة من خلال أنشطة بحوث وتطوير موجّهة وشراكات عالمية استراتيجية.

4. الارتقاء بالتميّز في البحوث والتطوير عبر الالتزام بالمعايير الدولية وأفضل الممارسات.

5. بناء منظومة بحوث وتطوير عالمية المستوى من خلال الدمج بين البنية التحتية المتقدمة والكفاءات البشرية الماهرة.

المجالات الرئيسية للبحوث

تستعرض الأقسام التالية المحاور البحثية التخصصية والمحاور الأفقية الممكّنة التي تحدد المجالات الفنية التي يركز عليها المركز، إلى جانب البنية التحتية المتطورة التي تسهم في تحقيق نجاحها.

الطاقة الشمسية

الهدف: تعزيز الابتكار في تقنيات الخلايا الشمسية الكهروضوئية من خلال تطوير تقنيات خلايا ووحدات عالية الكفاءة ومنخفضة التكلفة، بما يسهم إيجاباً في تحقيق أهداف الحياد الكربوني. كما يهدف إلى تقييم موثوقية أداء الجيل الجديد من الوحدات القابلة لإعادة التدوير وقدرتها على تحمل الظروف الصحراوية القاسية.

البرامج

1. تطوير خلايا ووحدات الطاقة الشمسية وإعادة التدوير

تحسين وتطوير تقنيات خلايا شمسية عالية الأداء وفعّالة من حيث التكلفة، وتمكين تصميم وتصنيع وحدات متقدمة تتحمل الظروف الصحراوية القاسية، مع معالجة دورة حياة الألواح الشمسية بالكامل من خلال مبادرات إعادة التدوير.

2. أداء الأنظمة الكهروضوئية وموثوقيتها

تقييم أداء وموثوقية الوحدات والأنظمة الكهروضوئية لضمان تحقيق مؤشرات الأداء المستهدفة بشكل مستمر في الظروف المناخية الصحراوية.

البنية التحتية الداعمة

• مختبر الطاقة الشمسية (معتمد وفق ISO/IEC 17025):  يقدم خدمات اختبار الأداء والموثوقية ا لداخلية للألواح الشمسية وفق أعلى المعايير الدولية، ويضم غرف تسريع التقادم وأجهزة الوميض.

• منشأة الاختبار الخارجي (OTF) : تتيح المراقبة المستمرة لأداء الوحدات الكهروضوئية في ظروف التشغيل الفعلية.

• مختبر تصنيع الخلايا الشمسية: يضم معدات ترسيب تعتمد على التفريغ وغرف قفازات للترسيب الكيميائي.

• حقل اختبار أنظمة التنظيف:  مخصص لاختبار حلول التنظيف الروبوتية للألواح الشمسية.
 

المياه

الهدف: دعم هيئة كهرباء ومياه دبي في تحقيق إنتاج مياه مستدام وموثوق وفعّال من حيث التكلفة، من خلال دراسة وتحليل وتطوير واستعراض تقنيات مبتكرة لتحلية مياه البحر وتنقية المياه. كما يشمل تحسين ومراقبة عمليات نقل وتوزيع المياه لرفع الكفاءة وتقليل المخاطر.

البرامج

تطوير محفظة شاملة لتحلية مياه البحر تشمل أنظمة المعالجة المسبقة، وأنظمة التحلية، ومعالجة المحلول الملحي وتعظيم الاستفادة منه، بهدف تحسين الكفاءة وتعميق الفهم التشغيلي. وتشمل المشاريع الحديثة: دراسة أداء الأغشية في درجات حرارة مرتفعة، واستخلاص المواد من المحلول الملحي، وتطوير بدائل تحليلية لمؤشر كثافة الطمي (SDI)، واختبار تقنية التقطير الغشائي بالاقتران مع التناضح العكسي، وتحليل تلوث الأغشية وغيرها.

البنية التحتية الداعمة

• مختبر المياه: مخصص لأبحاث معالجة المياه والتحلية وترابط المياه والطاقة، ويضم تجهيزات توصيف واختبارات مصغّرة للأغشية.

• نظام التناضح العكسي المعتمد على الطاقة الشمسية: يستعرض حلولاً مستدامة لتنقية المياه باستخدام الطاقة الشمسية.

• منشأة اختبار تحلية مياه البحر: نظام يعتمد على مياه البحر لاختبار أداء تقنيات التحلية الحديثة من الأغشية إلى المواد المانعة للترسب. 
 

تكامل الشبكات الذكية

الهدف: دعم العمليات التشغيلية في هيئة كهرباء ومياه دبي لضمان رشاقة وموثوقية وأمان الشبكة ونظام الإنتاج، لتلبية توقعات المتعاملين، ودمج مختلف مصادر الطاقة المتجددة وتطبيقها على نطاق واسع.

البرامج

1. نمذجة ودراسات أنظمة الطاقة

استخدام أساليب وأدوات متقدمة في المحاكاة والتحليل لتعزيز تخطيط ودراسات استقرار وموثوقية وكفاءة واستدامة الشبكة الكهربائية، ودعم التخطيط التشغيلي قصير الأجل والتخطيط طويل الأجل، وبناء القدرات الداخلية في متطلبات أكواد الشبكة والامتثال لها.

2. التشغيل والتحكم المتقدم في الشبكة

لدفع عجلة تطوير وابتكار وتقييم والتحقق من استراتيجيات متقدمة للتحكم والتشغيل والحماية، بما يسهم في توجيه ودعم التحول المستمر لأنظمة الطاقة الحديثة، مع تحقيق والحفاظ على الاستدامة والاستقرار والأمن في البنية التحتية للطاقة، وبما يتماشى مع الأهداف الاستراتيجية الداخلية لهيئة كهرباء ومياه دبي، بما في ذلك الموثوقية والاستدامة ودمج مصادر الطاقة المتجددة والابتكار.

3. إدارة أصول الشبكة

الارتقاء بإدارة أصول الشبكة وتطويرها من خلال دمج التقنيات المبتكرة، وتحسين ممارسات الصيانة، وتعزيز مرونة الأصول، وترسيخ الاستدامة، بما يضمن أداءً موثوقاً وفعّالاً ومسؤولاً بيئياً للشبكة. مع التركيز على الأصول الحيوية باعتبارها المكونات الأساسية للتشغيل الآمن والمستقر والموثوق للشبكة.

البنية التحتية الداعمة

•  مختبر تكامل الشبكات الذكية (SGI): يدعم اختبار تقنيات الشبكات الذكية والتحقق منها، بما في ذلك إدارة الأحمال والمراقبة اللحظية ودمج الطاقة المتجددة، إضافة إلى أنظمة الأجهزة الكهربائية في الحلقة (PHIL) وتحليل جودة الطاقة.

•  حقل اختبار وتحقق أنظمة تخزين الطاقة: يتيح اختبار أنظمة البطاريات وتقنيات تخزين الطاقة.
 

أنظمة الطاقة

الهدف: دعم هيئة كهرباء ومياه دبي في تعزيز الاستخدام المستدام للطاقة، وتقليل الفاقد، وتسريع الوصول إلى الحياد الكربوني، من خلال تطوير واستخدام نماذج أنظمة متقدمة، وتقييمات اقتصادية، وتحسين سيناريوهات الطاقة الحالية والمستقبلية.

البرامج

1. نمذجة وتحسين أنظمة الطاقة

تطوير وتطبيق قدرات متقدمة للتقييم التقني والاقتصادي المشترك للتقنيات والأنظمة والسياسات المرتبطة بالطاقة، وتشمل المشاريع: التحليل التقني-الاقتصادي، تحسين أنظمة الطاقة المتكاملة، دمج تخزين الطاقة والهيدروجين، تقييم دورة الحياة، المحاسبة الكربونية، والمخاطر المناخية والمرونة.

2. المباني والمدن الذكية والمستدامة

التحقق من التقنيات التي من شأنها إحداث نقلة نوعية في تعزيز كفاءة الطلب على الطاقة في المباني والمناطق الحضرية، وتمكين تحقيق أداء حيادي الكربون، وتعزيز الاستجابة الديناميكية للشبكة، ورفع مستوى الاستدامة الشاملة. وتشمل المشاريع مجالات: المناطق والمباني المستدامة، وإدارة الطاقة الذكية، وتكامل مصادر الطاقة المتجددة في المباني والمدن، وسلوكيات استهلاك الطاقة والاستجابة للطلب، وأنظمة التبريد المتقدمة وعالية الكفاءة.

البنية التحتية الداعمة

• منشأة اختبار الأنظمة الكهروضوئية المدمجة في المبان (BIPV) : تدعم تقييم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المدمجة ضمن هياكل المباني.

• الحوسبة العنقودية عالية الأداء:  توفر قدرات حاسوبية متقدمة لإجراء عمليات المحاكاة والتحسين.

الثورة الصناعية الرابعة

الهدف: دعم هيئة كهرباء ومياه دبي في توظيف تقنيات الروبوتات والطائرات بدون طيار، وإنترنت الأشياء، والمواد المتقدمة، والطباعة ثلاثية الأبعاد، والذكاء الاصطناعي، والبيانات الضخمة لتحسين الأداء والكفاءة وجودة البحث وتحقيق مكاسب سوقية.

البرامج

1. الروبوتات والطائرات بدون طيار

توظيف تقنيات الروبوتات والأتمتة لتعزيز الأداء التشغيلي، وتحسين مستويات السلامة، وتقليل كثافة الأعمال الميدانية في وحدات أعمال هيئة كهرباء ومياه دبي. وتشمل المشاريع روبوتات وطائرات بدون طيار لأعمال الصيانة الحية، وطائرات بدون طيار للفحص الجوي، وأنظمة مراقبة البنية التحتية الأرضية.

2. الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات

تطوير واختبار أدوات تعلم الآلة وذكاء اصطناعي متقدمة لتحسين العمليات التشغيلية للإنتاج ودعم الصيانة التنبؤية والتنبؤات المتقدمة وتحليل البيانات الضخمة.

3. إنترنت الأشياء

تطوير واختبار حلول وبرمجيات متقدمة لتحسين الإنتاجية التشغيلية ودعم البحوث، بما في ذلك الأنظمة المدمجة، والحوسبة الطرفية، وتكامل البيانات، والعرض المرئي الذكي لبيانات إنترنت الأشياء.

4. الطباعة ثلاثية الأبعاد والمواد المتقدمة

• التصميم المتقدم وعمليات الطباعة والمواد للنمذجة السريعة وإنتاج النماذج الأولية وقطع الغيار.

• تطوير وتوصيف مواد متقدمة لتطبيقات الطاقة وتخزين الطاقة.

البنية التحتية الداعمة

•مختبر الروبوتات والطائرات بدون طيار: يدعم تطوير الأنظمة ذاتية التشغيل لأغراض الفحص والصيانة والمراقبة البيئية.

• مختبر إنترنت الأشياء (IoT): يتيح تطوير واختبار الحلول المعتمدة على إنترنت الأشياء لتطبيقات الطاقة والبنية التحتية.

• الحوسبة العنقودية عالية الأداء: توفر قدرات حاسوبية متقدمة لعمليات المحاكاة وتحليل البيانات وأبحاث الذكاء الاصطناعي.

• مختبر المواد المتقدمة والتوصيف: يركز على أبحاث علوم المواد، بما في ذلك أدوات توصيف الخصائص الفيزيائية والكيميائية على مستويات متعددة.

• مختبر الطباعة ثلاثية الأبعاد: مجهز بأنواع متعددة من الطابعات ثلاثية الأبعاد (المعادن، حمض بولي لاكتيك (PLA)، أكريلونتريل بوتاديين ستايرين (ABS) ، النايلون، المواد المركبة، الطين وغيرها) لدعم النمذجة السريعة والإنتاج.

• ورشة التصنيع: مساحة هندسية متعددة الاستخدامات للأعمال الميكانيكية والكهربائية وأعمال التصنيع، دعماً لعمليات البحوث والتطوير.
 

الفضاء والاستشعار عن بُعد

الهدف: تمكين هيئة كهرباء ومياه دبي من الاستفادة من تقنيات الفضاء المتقدمة لدعم عمليات مستدامة وفعّالة، والمساهمة في التحول العالمي نحو مستقبل أكثر اخضراراً.

البرامج

1. تقييم الموارد والتنبؤ

تطوير أدوات ونماذج لقياس الإشعاع الشمسي والظروف الجوية بدقة والتنبؤ بها، بما يسهم في تحسين توقعات إنتاج الطاقة الشمسية. وتشمل المشاريع: النمذجة العددية للطقس، وتقييم الموارد والتنبؤ بها بالاعتماد على الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار، والتنبؤ بالإشعاع الشمسي وإنتاج الطاقة الشمسية، وتقييم أداء تقنيات الطاقة المتجددة.

2. تطبيقات المؤسسات الخدماتية باستخدام تقنيات الفضاء

تطوير حلول مبتكرة ومستدامة باستخدام تقنيات الفضاء المتقدمة لدعم احتياجات الهيئة في مجالات الاتصالات والاستشعار عن بُعد. تطوير منصة «مجرة » الشاملة للاستشعار عن بُعد، بما في ذلك مراقبة الأصول والمراقبة البيئية وأنظمة الإنذار المبكر.

البنية التحتية الداعمة

• محطة استقبال الأقمار الاصطناعية (برنامج هيئة كهرباء ومياه دبي للفضاء "سبيس دي"): دعم أبحاث وأنظمة الاتصالات الفضائية في هيئة كهرباء ومياه دبي، ويشمل مجموعة من الأنظمة المخصصة للاتصال الفوري مع الأقمار الاصطناعية.

• محطة موارد الطاقة الشمسية (SRS) :عمل برنامج تقييم موارد الطاقة الشمسية والتنبؤ بها على تطوير أساليب دقيقة للتنبؤ بالإشعاع الشمسي وإنتاج الطاقة، بهدف تحسين التكامل الشامل للطاقة الشمسية في شبكة هيئة كهرباء ومياه دبي.

الأوراق العلمية والبحثية الخاصة بهيئة كهرباء ومياه دبي تنزيل

حمل الآن

برنامج الباحث – مركز البحوث والتطوير تنزيل

حمل الآن