"أكوا" و "شنايدر إلكتريك" تنشران بحثاً مشتركاً حول قياس الملوحة في محطات تحلية المياه

أعلنت أكوا، أكبر شركة خاصة في مجال تحلية المياه في العالم، والرائدة في مجال تحوّل الطاقة، والأولى في مجال تطوير مشاريع الهيدروجين الأخضر الكبرى، ، وشنايدر إلكتريك، الشركة العالمية الرائدة في تقنيات الطاقة وإدارة الطاقة والأتمتة، عن تعاونهما في تطوير والتحقق من فعالية منهجية جديدة لقياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) في محطات تحلية المياه بشكل فوري وفي الوقت الحقيقي.

وقد نُشرت نتائج هذا البحث المشترك في ورقة علمية محكّمة أعدها مهندسون من الشركتين، وقُبلت للنشر في مجلة Frontiers in Environmental Science العلمية.

ويجمع هذا العمل بين الخبرة التشغيلية الواسعة لشركة أكوا في تشغيل مشاريع التحلية على نطاق واسع وخبرة شنايدر إلكتريك في الأتمتة الصناعية والأنظمة الرقمية.

ويُعد إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) من المؤشرات الأساسية التي تؤثر على تصميم محطات التحلية وكفاءتها وأدائها التشغيلي اليومي، كما أن قياسه بدقة يُعد عاملاً محورياً لتحسين استهلاك الطاقة، وتعزيز التحكم في العمليات التشغيلية، ورفع موثوقية أداء المحطات.

وقال توماس ألتمان، النائب التنفيذي للرئيس للابتكار والتقنيات الجديدة في أكوا: " يعد القياس الدقيق لإجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) في ظروف التشغيل الفعلية عنصراً أساسياً في تصميم محطات التحلية وتشغيلها وتحسين كفاءتها، إلا أنه ظل أحد التحديات التقنية المستمرة التي تواجه القطاع.

ومن خلال هذا البحث، قدم منهجية عملية متقدمة تعتمد على قياس الكثافة، تُمكّن من تقدير قيم إجمالي المواد الصلبة الذائبة بدرجة عالية من الموثوقية عبر نطاقات الملوحة ودرجات الحرارة المستخدمة في محطات التحلية واسعة النطاق.

وقد تم تطوير هذه المنهجية والتحقق من دقتها بالتعاون مع شنايدر إلكتريك، لتكون مصممة خصيصاً لبيئات التشغيل الحقيقية، وقابلة للتطبيق العملي، ومستندة إلى أسس علمية راسخة.

ويعكس هذا العمل التزام أكوا بدفع حدود الابتكار في قطاع التحلية، وتعزيز المعرفة التطبيقية التي تسهم في رفع كفاءة الأصول المائية وتحسين موثوقيتها واستدامتها، من خلال خبرات مهندسيها وبرامجها البحثية وشراكاتها التقنية العالمية.

"وتعتمد محطات التحلية الحديثة بصورة متزايدة على أنظمة تحكم متقدمة تعتمد على الذكاء الاصطناعي والحوسبة الطرفية، فيما ترتبط كفاءة هذه الأنظمة بشكل مباشر بجودة البيانات التي توفرها أجهزة الاستشعار.

وتعتمد المنهجية المطورة في هذا البحث على تقدير إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) من خلال قياس فرق الضغط الهيدروستاتيكي بين المياه المالحة وعمود مرجعي من المياه.

كما تستخدم خوارزمية معايرة متخصصة لتصحيح تأثيرات درجة الحرارة والكثافة وتحويل الإشارة الناتجة إلى قيمة إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) معبّراً عنها بوحدة جزء في المليون (PPM).

ويتيح ذلك لمشغلي المحطات الاعتماد على بيانات دقيقة وفورية تساعدهم على تحسين كفاءة الطاقة ورفع معدلات الإنتاج التشغيلية.

ويمثل هذا البحث أحد أوائل أوجه التعاون العلمي بين أكوا وشنايدر إلكتريك، حيث يجمع بين الخبرة التشغيلية العميقة لأكوا في مشاريع التحلية واسعة النطاق وريادة شنايدر إلكتريك في مجال الأتمتة الصناعية المعتمدة على البرمجيات.

وقال جورج المير، النائب الأول للرئيس للأتمتة الصناعية في الشرق الأوسط وأفريقيا – العمليات الدولية لدى شنايدر إلكتريك: " تكمن أهمية هذا البحث في الطريقة التي جرى تنفيذها.

فلم يعمل مهندسونا على تطوير هذه التقنية بمعزل عن الواقع ثم تسليمها لمحطة لاختبارها لاحقاً، بل عملوا جنباً إلى جنب مع فريق أكوا منذ المراحل الأولى، وصمموا النظام بما يتناسب مع ظروف التشغيل الفعلية، ثم تحققوا من أدائه باستخدام مياه البحر والمحاليل الملحية الحقيقية المأخوذة من محطات تخدم ملايين الأشخاص.

وهكذا ينبغي أن تُطوَّر التقنيات الصناعية.

كما أن نشر النتائج من خلال مراجعة علمية محكّمة يتيح للمتخصصين في القطاع الاطلاع على المنهجية والبيانات والأدلة التي تستند إليها.

وبصفتنا شريكاً تقنياً في مجال الطاقة، فإن هدفنا يتمثل في خفض تكلفة إنتاج المياه من خلال تحسين كفاءة استهلاك الطاقة وإطالة العمر التشغيلي لأغشية التناضح العكسي لمياه البحر (SWRO).

"وقد أُجريت عمليات الاختبار والتحقق من فعالية نظام قياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) في مركز الأبحاث والتطوير التابع لأكوا داخل حرم جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) في ثول بالمملكة العربية السعودية، وذلك من خلال فريق هندسي مشترك من الشركتين.

وتعتمد المنهجية المقترحة على قياس فرق الضغط الهيدروستاتيكي بين المياه المالحة والمياه المرجعية، فيما تقوم خوارزمية المعايرة بتطبيق تعويضات مرتبطة بدرجة الحرارة والكثافة ومن ثم احتساب قيمة إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) بوحدة جزء في المليون (PPM) أو مليغرام لكل لتر (mg/L).

وتُعد المملكة العربية السعودية من أكبر منتجي المياه المحلاة في العالم، حيث تلبي محطات التحلية نسبة كبيرة من احتياجات المملكة من المياه البلدية.

وفي إطار رؤية السعودية 2030 والاستراتيجية الوطنية للمياه، تواصل المملكة الاستثمار على نطاق واسع في رفع كفاءة واستدامة بنيتها التحتية المائية.

كما يسهم تحسين دقة قياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) على مستوى المحطات بشكل مباشر في دعم هذه الأهداف من خلال تحسين إدارة الطاقة، وتعزيز دقة جرعات المواد الكيميائية المستخدمة، ورفع موثوقية تصميم وتشغيل المحطات.

وتعتزم الشركتان مواصلة هذا التعاون بهدف ترسيخ هذه المنهجية كمعيار معتمد على مستوى القطاع، والإسهام في تعزيز استدامة عمليات تشغيل محطات تحلية المياه.

1.

يتعلق هذا البيان الصحفي بورقة بحثية تقنية بعنوان: " A Novel Approach to TDS Estimation in Desalination Systems Using Differential Pressure Sensing"، والتي قُبلت للنشر في مجلة Frontiers in Environmental Science ضمن قسم Water and Wastewater Management (رقم المخطوطة: 1802159).

وتعكس جميع النتائج الواردة في هذا البيان محتوى المخطوطة المقدمة للنشر.

2.

شارك في إعداد الورقة البحثية كل من: براشانت بارمار (شنايدر إلكتريك – حيدر آباد)، وعلي محمد الأسمري (أكوا – ثول)، وأرفيند ياداف (شنايدر إلكتريك – حيدر آباد)، ومحمد الماز (شنايدر إلكتريك – الخبر)، ونضال الغزاوي (شنايدر إلكتريك – الخبر)، وتوماس ألتمان (أكوا – ثول)، وراتول داس (أكوا – ثول).

وقد ساهم كل من براشانت بارمار وعلي محمد الأسمري بالمساهمة ذاتها في هذا العمل البحثي، فيما يُعد راتول داس المؤلف المسؤول للمراسلات العلمية الخاصة بالورقة.

3.

أُجريت عمليات التحقق باستخدام عينات من مياه البحر والمحاليل الملحية المأخوذة من منشأة التحلية التجريبية التي تديرها أكوا باور في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) على ساحل البحر الأحمر.

4.

تنطبق نسبة الدقة المسجلة والبالغة نحو 1.

3% (بانحراف معياري قدره 0.

521 غرام/لتر ومتوسط خطأ متبقٍ قدره -28 مليغرام/لتر) على نطاق التركيزات الذي تراوح بين 23 و64 غراماً لكل لتر خلال الاختبارات.

5.

استُخدم في الدراسة جهاز Foxboro IDP10S لقياس فرق الضغط والمقدم من شنايدر إلكتريك، فيما استضاف مركز الأبحاث والتطوير التابع لأكوا باور في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) التجهيزات التجريبية الخاصة بالدراسة.

6.

جرى تمويل هذا البحث بشكل مشترك من قبل أكوا وشنايدر إلكتريك.

تُعد شنايدر إلكتريك شركة عالمية رائدة في تقنيات الطاقة، تدفع عجلة الكفاءة والاستدامة من خلال الكهرباء والأتمتة والتحول الرقمي للقطاعات الصناعية والتجارية والسكنية.

وتمكّن تقنياتها المباني ومراكز البيانات والمصانع والبنى التحتية وشبكات الطاقة من العمل ضمن منظومات مفتوحة ومترابطة تعزز الأداء والمرونة والاستدامة.

وتشمل محفظة حلولها الأجهزة الذكية، والبنى البرمجية المعرفة بالبرمجيات، والأنظمة المدعومة بالذكاء الاصطناعي، والخدمات الرقمية، والخبرات الاستشارية المتخصصة.

ويعمل لدى الشركة أكثر من 160 ألف موظف وشبكة تضم أكثر من مليون شريك في أكثر من 100 دولة حول العالم، كما تُصنف باستمرار ضمن أكثر الشركات استدامة على مستوى العالم.

أكوا (رمز تداول: 2082)، هي شركة مدرجة في السوق المالية السعودية، وهي أكبر شركة خاصة لتحلية المياه في العالم، وأول شركة تعمل في إنتاج الهيدروجين الأخضر، كما أنها رائدة في مجال تحول الطاقة العالمي.

ويعمل لدى الشركة التي تم تسجيلها وتأسيسها في عام 2004 في الرياض، في المملكة العربية السعودية، أكثر من 4,000 موظف، وتمارس أعمالها في الوقت الحالي في 15 دولة في الشرق الأوسط وإفريقيا وآسيا الوسطى وجنوب شرق آسيا.

وتضم محفظة مشروعاتها 110 مشروعاً قيد التشغيل، أو في مرحلة من مراحل التطوير أو الإنشاء، بقيمة استثمارية تبلغ 431.

25 مليار ريال سعودي (115 مليار دولار أمريكي)، وبقدرة على توليد 93 جيجاواط من الطاقة، بالإضافة إلى إنتاج وإدارة 9.

2 مليون متر مكعب من المياه المحلاة يومياً، يتم تسليمها، بكميات كبيرة، لتلبية الاحتياجات الضرورية لمرافق الدولة والصناعات على المدى الطويل، كما توفر المياه والكهرباء لجهات خارجية بموجب عقود شراء ونماذج شراكة بين القطاعين العام والخاص.