دور إنترنت الأشياء (IoT) في تعزيز الاستدامة وكفاءة أنظمة الطاقة المتجددة مراجعة تحليلية للدراسات الحديثة

المؤلفون

  • زينب أبوبكر بشير إحرير كلية الهندسة -قسم الطاقات المتجددة – جامعة مصراتة – سرت المؤلف
  • مبروكة أبوعجيلة الجاير قسم الاتصالات- كلية الهندسة- جامعة سرت – سرت المؤلف

DOI:

https://doi.org/10.65405/q980a128

الكلمات المفتاحية:

إنترنت الأشياء، الطاقة المتجددة، الشبكات الذكية، جودة الخدمة، الاستدامة

الملخص

يهدف هذا البحث إلى تحليل الدور التكاملي لتقنيات إنترنت الأشياء (IoT) في تعزيز الاستدامة وكفاءة أنظمة الطاقة المتجددة ضمن إطار الشبكات الكهربائية الذكية، من خلال تطوير نموذج سيبراني–فيزيائي يربط بين مؤشرات جودة الخدمة الاتصالية (زمن التأخير، معدل فقدان الحزم، الاعتمادية) ومؤشرات الأداء الكهربائي (استقرار الجهد، استقرار التردد، تقليل الفاقد الطاقي). يعتمد البحث على منهج تحليلي كمي مدعوم بنماذج مفاهيمية ومحاكاة نظرية لتوصيف العلاقة التفاعلية بين تدفق البيانات وتدفق القدرة الكهربائية.

وتشير النتائج إلى أن تحسين جودة البنية الاتصالية يسهم بشكل مباشر في رفع استقرار الشبكة، حيث أظهر النموذج أن خفض زمن التأخير بنسبة 20% يؤدي إلى تحسين استقرار الجهد بما يقارب 12%، في حين تسهم آليات الصيانة التنبؤية المعتمدة على إنترنت الأشياء في تقليل فترات التوقف غير المخطط لها بنسبة تصل إلى 25%. كما بيّنت الدراسة أن دمج تقنيات التحليل التنبئي يساهم في تقليل الفاقد الطاقي وتحسين الكفاءة التشغيلية، مما يعزز الجدوى الاقتصادية لمشروعات الطاقة المتجددة.

وتخلص الدراسة إلى أن إنترنت الأشياء يمثل ركيزة أساسية في التحول نحو أنظمة طاقية ذكية ومستدامة، مع التأكيد على ضرورة معالجة التحديات المرتبطة بالأمن السيبراني والتكلفة والتوافق بين الأنظمة لضمان التطبيق الفعّال لهذه التقنيات.

التنزيلات

تنزيل البيانات ليس متاحًا بعد.

المراجع

Abrol, S., & Gupta, P. (2017). Cybersecurity for smart grid systems. International Journal of Computer Applications, 162(7), 1–6.

Al-Fuqaha, A., Guizani, M., Mohammadi, M., Aledhari, M., & Ayyash, M. (2015). Internet of Things: A survey on enabling technologies, protocols, and applications. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17(4), 2347–2376.

Andoni, M., Robu, V., Flynn, D., Abram, S., Geach, D., Jenkins, D., McCallum, P., & Peacock, A. (2019). Blockchain technology in the energy sector: A systematic review of challenges and opportunities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 100, 143–174.

Ashton, K. (2009). That ‘Internet of Things’ thing. RFID Journal.

Atzori, L., Iera, A., & Morabito, G. (2010). The Internet of Things: A survey. Computer Networks, 54(15), 2787–2805.

Evans, D. (2011). The Internet of Things: How the next evolution of the Internet is changing everything. Cisco Internet Business Solutions Group.

Fang, X., Misra, S., Xue, G., & Yang, D. (2012). Smart grid—The new and improved power grid: A survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 14(4), 944–980.

Gharavi, H., & Ghafurian, R. (2011). Smart grid: The electric energy system of the future. Proceedings of the IEEE, 99(6), 917–921.

Ghasempour, A. (2019). Internet of Things in smart grid: Architecture, applications, services, key technologies, and challenges. IEEE Internet of Things Journal.

Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M. (2013). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7), 1645–1660.

International Energy Agency (IEA). (2023). World energy outlook 2023. Paris.

International Renewable Energy Agency (IRENA). (2019). Innovation landscape for smart electrification. Abu Dhabi.

International Renewable Energy Agency (IRENA). (2022). Renewable energy market analysis: The Arab region. Abu Dhabi.

International Renewable Energy Agency (IRENA). (2023). Renewable capacity statistics 2023. Abu Dhabi.

International Telecommunication Union (ITU). (2012). Overview of the Internet of Things. Geneva.

International Telecommunication Union (ITU). (2020). Quality of service (QoS) standards for communication networks. Geneva.

Kundur, P. (1994). Power system stability and control. McGraw-Hill.

Lee, E. A. (2008). Cyber-physical systems: Design challenges. IEEE Symposium on Object-Oriented Real-Time Distributed Computing.

Lee, J., Bagheri, B., & Kao, H. (2014). A cyber-physical systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, 3, 18–23.

Mahmood, A., Javaid, N., & Razzaq, S. (2013). A review of wireless communications for smart grid. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 248–260.

National Institute of Standards and Technology (NIST). (2020). Framework for improving critical infrastructure cybersecurity.

Saad, W., Bennis, M., & Chen, M. (2020). A vision of 6G wireless systems. IEEE Network, 34(3), 134–142.

Shi, W., Cao, J., Zhang, Q., Li, Y., & Xu, L. (2016). Edge computing: Vision and challenges. IEEE Internet of Things Journal, 3(5), 637–646.

Tao, F., Zhang, H., Liu, A., & Nee, A. (2019). Digital twin in industry: State-of-the-art. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 15(4), 2405–2415.

United Nations. (2023). Sustainable development goals report 2023. New York.

World Bank. (2022). Digital development overview. Washington, DC.

Zanella, A., Bui, N., Castellani, A., Vangelista, L., & Zorzi, M. (2014). Internet of Things for smart cities. IEEE Internet of Things Journal, 1(1), 22–32.

Zhang, Y., Wang, L., & Sun, W. (2018). Research on energy-efficient IoT systems. Journal of Network and Computer Applications, 89, 1–10.

المنظمة العربية للتنمية الصناعية والتقييس والتعدين. (2022). تقرير كفاءة الطاقة في الدول العربية. الرباط.

لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية والاجتماعية لغربي آسيا (ESCWA). (2021). تقرير حالة الطاقة في المنطقة العربية.

التنزيلات

منشور

2026-05-12

كيفية الاقتباس

دور إنترنت الأشياء (IoT) في تعزيز الاستدامة وكفاءة أنظمة الطاقة المتجددة مراجعة تحليلية للدراسات الحديثة. (2026). مجلة العلوم الشاملة, 10(40), 209-237. https://doi.org/10.65405/q980a128