ثبت شفاف انرژی خورشیدی با بلاکچین؛ برداشت نوین از یک پژوهش ایرانی در وین
تولّد یک ایده؛ از دغدغه تا راهکار
در عصر تحولات انرژی و حرکت جهان به سمت پایداری، مسأله شفافیت در دادههای تولید انرژی تجدیدپذیر به یکی از نقاط اصلی تمرکز سیاستگذاران، صنعتگران و پژوهشگران تبدیل شده است. دادهای که قابل اعتماد نباشد، نمیتواند سوخت تصمیمگیری باشد.
در این میان، نام دکتر جواد واشقانی فراهانی بهعنوان یک پژوهشگر ایرانی در دانشگاه Modul University Vienna بر سر زبانها افتاده است. او با نام بینالمللی Jay Hani شناخته میشود و توانسته است در مقالهای منتشرشده در ژورنال Sustainability یک سامانه مبتکرانه برای ثبت شفاف انرژی خورشیدی طراحی کند. این سامانه از ترکیب بلاکچین، اینترنت اشیا (IoT) و محاسبات لبه (Edge Computing) بهره میبرد تا دادههای تولید انرژی را به شکلی امن، غیرقابل دستکاری و قابل ممیزی ثبت کند.
هدف اصلی این تحقیق ، پاسخ به این پرسش است: چگونه میتوان دادههای انرژی را به گونهای ثبت کرد که نه تنها دقیق باشند، بلکه دستنخورده بمانند و اعتماد کلیه ذینفعان را جلب کنند؟
چالشهای ثبت انرژی در سیستمهای سنتی
در بسیاری از سامانههای خورشیدی موجود، دادهها به سرورت مرکزی یا فضای ابری منتقل و ذخیره میشوند. این مدل کلاسیک با چند مشکل اساسی همراه است:
- امکان تغییر یا دستکاری دادهها توسط افراد یا نهادها
- قطع ارتباط اینترنتی که منجر به از بین رفتن یا تأخیر در ارسال دادهها میشود
- هزینه بالا در انتقال مداوم دادهها
- فقدان اعتماد بین تولیدکنندگان، مصرفکنندگان و نهادهای نظارتی
پروژه دکتر واشقانی فراهانی با طراحی مدلی مبتنی بر توزیعگرایی و رمزنگاری، میخواهد این چالشها را در هم بشکند.
ساختار فنی سامانه پیشنهادی
برای اینکه مخاطب رسانهای هم بتواند درک کند، بخش فنی را به شکلی ساده توضیح میدهم:
حسگر و جمعآوری داده
سیستم از حسگر مدل INA219 استفاده میکند که توان و جریان خروجی پنلهای خورشیدی را هر ۶۰ ثانیه اندازه میگیرد.
گره لبهای (Edge Node)
یک Raspberry Pi 4B با ۴ گیگابایت رم، دادههای ورودی را دریافت، هش (SHA-256) میکند و به صورت زنجیرهای ذخیره میکند.
تجمیع داده و Merkle Tree
به جای ارسال هر رکورد به بلاکچین، دادهها دستهبندی میشوند به بستههایی موسوم به Merkle Batch. از هر بسته، تنها هش ریشه (Merkle Root) به بلاکچین ارسال میشود—این کار مصرف انرژی و هزینه را کاهش میدهد.
ثبت در بلاکچین
هش بستهها، شناسه دستگاه، زمان و مقدار انرژی ثبتشده در قرارداد هوشمند در شبکه آزمایشی Sepolia Ethereum PoS ذخیره میشوند.
مکانیسم پشتیبان
در وضعیت قطعی اتصال، دادهها در صف محلی ذخیره میشوند و در اولین اتصال مجدد ارسال میگردند؛ به این ترتیب هیچ دادهای از دست نمیرود.
عملکرد آزمایشی و نتایج
پژوهش برای دورهای معادل ۱۳۵ ساعت (۵ روز و نیم) اجرا شد و نتایج زیر به دست آمد:
- تعداد رکوردها: ۱۰،۲۶۸ رکورد انرژی ثبت شد
- تعداد دستهها: ۱۳۰ بسته (Merkle Batches) به بلاکچین ارسال شد
- هیچ دادهای از دست نرفت و هیچ بستهای از لحاظ اعتبار رد نشد
- مصرف CPU کمتر از ۰.۰۲٪
- مصرف حافظه حدود ۱۰۰ مگابایت
- دمای عملیاتی در حداکثر ۴۳.۸ درجه سانتیگراد
- در قطعهای جزئی شبکه (۱۰۵ مورد)، مکانیزم بازیابی بهخوبی عمل کرد
این آزمایش نشان میدهد که حتی با تجهیزات ساده و ارزانقیمت، میتوان یک سامانه ثبت شفاف و مقاوم راهاندازی کرد.
تحلیل اقتصادی و زیستمحیطی
بخش مهم مقاله، بررسی هزینه و اثرات زیستمحیطی آن در مقیاس بزرگ است:
هزینه گس (Gas)
برای هر بسته تقریباً ۱۹۰,۸۲۳ واحد گس مصرف شد که هزینه هر تراکنش معادل ~۰.۹۹ یورو برآورد شده است. هزینه کل برای ۱۳۰ بسته در حدود ۱۲۸ یورو بود.
در مقیاس ملی (فرض ۲۵۰ هزار سیستم)، هزینه سالانه تخمینی ~۳,۹۳۸,۶۰۸ یورو است.
انرژی مصرفی و انتشار CO₂
هر تراکنش در بلاکچین PoS معادل ~۶.۲۹ واتساعت انرژی مصرف میکند؛ کل سیستم در آزمایش ~۰.۸ کیلوواتساعت مصرف داشت.
با احتساب ضریب انتشار شبکه اتریش (~۰.۲۰۹ کیلوگرم CO₂ به ازای هر کیلوواتساعت)، انتشار ~۰.۱۷ کیلوگرم CO₂ محاسبه شد.
در مقیاس ملی، انتشار ~۵.۲۳ تُن CO₂ برآورد گردید — عددی بسیار اندک در مقایسه با تولید انرژی کلی.
مزایا، نوآوری و جایگاه
این تحقیق دارای نقاط قوت چشمگیری است:
- رسیدن به اجرای سختافزاری واقعی — نه صرفاً مدل شبیهسازی
- مصرف پایین منابع در عین حصول به امنیت و شفافیت
- مقاومت در برابر اختلالات شبکه
- تحلیل اقتصادی و زیستمحیطی در مقیاس ملی
همچنین این پروژه در لبه تکنولوژی قرار دارد، چرا که ترکیبی از IoT + Edge Computing + Blockchain را بهصورت عملیاتی ارائه کرده است.
فرصت برای ایران
برای ایران، این پژوهش پیامدهای ویژهای دارد:
- ایران از تابش خورشیدی بسیار خوبی برخوردار است؛
- استفاده از چنین سامانهای میتواند اعتماد سرمایهگذاران داخلی و خارجی را جلب کند؛
- شفافیت در قراردادهای انرژی کاهش فساد اداری را ممکن میسازد؛
- ایران میتواند وارد بازار جهانی انرژی دیجیتال شود؛
- بستر لازم برای سیاستگذاری مبتنی بر داده تقویت میشود.
اگر وزارت نیرو یا شرکتهای انرژی این مدل را در مقیاس پایلوت در استانهای خورشیدی مانند یزد، اصفهان یا کرمان اجرا کنند، نتایج بسیار روشنی در کاهش شکاف اعتماد و جذب سرمایه دیده خواهد شد.
چالشها و مسیر پیش رو
مقاله صراحتاً تأکید میکند که اجرای آزمایشی در شبکه آزمایشی بوده و انتقال به شبکه اصلی نیاز به بررسی بیشتر دارد. از سوی دیگر:
- تجهیزات متفاوت ممکن است نتایج را تغییر دهند؛
- هزینه، تأخیر، کارمزدها و پیچیدگی عملیاتی در شبکه اصلی ممکن است بیشتر باشد؛
- نیاز به قرارداد هوشمند پیچیدهتر برای معاملات انرژی و صدور گواهیهای انرژی؛
- همگرایی با استانداردها و سیاستهای بینالمللی (ESG، گزارش کربن و غیره).
با گذر زمان و توسعه فناوری، این محدودیتها قابل رفع هستند و پروژههای مشابه در کشورهای پیشرفته به نمونه تبدیل خواهند شد.
چشمانداز توسعه و کاربردهای جانبی
نویسنده مقاله پیشنهاداتی برای مراحل بعدی داده است:
- انتقال مدل به شبکه اصلی بلاکچین
- بهینهسازی آستانه Merkle Batch برای مناطق مختلف
- طراحی بازارهای محلی انرژی بر پایه قراردادهای هوشمند
- ترکیب با معیارهای ESG و گزارش بینالمللی
- توسعه سامانه به مقیاس بزرگ شهری یا ملی
- اتصال داده تولید به بازار انرژی P2P
در نتیجه، این پروژه میتواند هسته یک «زنجیره اعتماد انرژی» باشد که مسیر تولید تا مصرف را به دقت دیجیتال ثبت و تضمین میکند.
پیام برای سیاستگذاران و جامعه
شفافیت در داده انرژی چیزی فراتر از فناوری است؛ یک ابزار حکمرانی نوین است که میتواند رابطه دولت، بخش خصوصی و جامعه را متحول کند.
اجرای چنین مدلی در سطح ملی میتواند باعث شود تصمیمگیریهای انرژی به جای حدس و سیاستهای شعارگونه، بر پایه دادههای دقیق باشد.
دولت، نهادهای پژوهشی، دانشگاهها و شرکتهای انرژی میتوانند با همکاری، یک اکوسیستم همگرا برای انرژی پاک، دیجیتال و شفاف بسازند.
جمعبندی
پژوهش دکتر جواد واشقانی فراهانی در دانشگاه مودول وین، گامی بلند در جهت ثبت هوشمند انرژی خورشیدی است. سیستمی که او طراحی کرده نه صرفاً یک ابزار فنی، بلکه سمبلی از اعتماد دیجیتال است — اعتمادی که میتواند آینده انرژی را در ایران و جهان شکل دهد.
اگر ایران بتواند از این فناوری در پروژههای واقعی بهره ببرد، نه فقط اعتبار علمی کشور تقویت میشود، بلکه زیرساخت اعتماد در حوزه انرژی نیز بنیانگذاری میگردد.
