اقترح باحثون في جامعة جنوب الأورال الحكومية طريقةً تُتيح حسابًا سريعًا وسهلًا لذروة الحمل الفعلي على شبكة الكهرباء، استنادًا إلى بيانات متوسط استهلاك الكهرباء الشهري. يُعدّ هذا التطوير ذا أهمية خاصة للمناطق التي تفتقر إلى الغاز وإمدادات المياه الساخنة المركزية، حيث تُصبح الكهرباء المصدر الوحيد للطاقة، وتعمل الشبكات بأقصى طاقتها.
عند تصميم شبكات الكهرباء وتحديثها، تعتمد شركات الطاقة على مؤشرات معيارية، كمتوسط استهلاك الشقة أو المنزل. إلا أن الواقع غالبًا ما يختلف عن هذه المعايير. وتتفاقم هذه المشكلة في المناطق التي لا تتوفر فيها إمدادات الغاز، حيث يتزايد اعتماد السكان على السخانات الكهربائية والغلايات والمواقد. ويؤدي ذلك إلى زيادة الحمل على الشبكة، وارتفاع درجة حرارة المحولات، وتعطلها.
«يقول سعيدجون تافاروف، الأستاذ المشارك في قسم سلامة الحياة بجامعة جنوب الأورال الحكومية: قمنا بتحليل بيانات العدادات من 226 شقة في تشيليابينسك، ومدينتين في طاجيكستان هما دوشنبه وخوروج. في تشيليابينسك، يتوفر الغاز والماء الساخن، بينما في طاجيكستان، لا يتوفران. والأرقام خير دليل: خلال ساعات الذروة، يتجاوز الحمل الفعلي على شبكة الكهرباء في دوشانبي وخوروج المعدل القياسي بما يصل إلى 2.5 ضعف. في حين يبقى متوسط الحمل اليومي ضمن المعدل القياسي. هذا يعني أن الشبكة لا تشهد انخفاضات مستمرة، بل خلال ساعات الصباح والمساء، عندما يُشغّل الناس سخانات المياه والتدفئة بشكل جماعي».
طوّر باحثون معاملًا عامًا فريدًا يُسمى «المعامل أ»، يأخذ في الحسبان درجة حرارة الهواء، والارتفاع، وتصميم المباني، وحتى الوضع المالي للسكان. وبإدخال هذا المعامل في معادلة رياضية، إلى جانب بيانات عدادات الكهرباء التقليدية (التي تقرأها شركات الإدارة شهريًا)، يستطيع المختصون حساب الحد الأقصى الفعلي للحمل على الشبكة دون الحاجة إلى قياسات مكلفة تُجرى كل ساعة.
ويشير العلماء إلى أن هامش الخطأ في هذه الطريقة لا يتجاوز 5%، وقد تأكد ذلك من خلال المقارنة مع البيانات التجريبية وحسابات الشبكات العصبية.
«أوضح سايدجون تافاروف قائلًا: بالنسبة لشركات الطاقة، هذا يعني أنها لم تعد بحاجة إلى إجراء قياسات على كل محول كل سنتين أو ثلاث سنوات؛ إذ يكفي إعداد نموذج جديد مرة واحدة في الحاسوب واستخدامه لسنوات. يتيح لنا نهجنا تصميم قدرات مناسبة حتى في مرحلة تصميم أو إعادة بناء الشبكات. وهذا يقلل من مخاطر الحوادث، ويطيل عمر المعدات، ويُحسّن في نهاية المطاف موثوقية إمدادات الطاقة للمستهلكين. ويكتسب هذا أهمية خاصة في المناطق النائية والدول التي يعتمد سكانها كليًا على الكهرباء، حيث يُعد انقطاع الخدمة أمرًا غير مقبول».
يخطط العلماء الذين يطورون هذه الطريقة في المستقبل القريب لتكييفها مع المناطق ذات المناخ القاسي، حيث لا تزال دقة هذه التنبؤات منخفضة.