هندسة الطاقة هي مجال يجمع بين الفيزياء والرياضيات والكيمياء، لتطبيق الحلول الحديثة لتوليد الطاقة واستهلاكها أو تنظيمها، بحيث يقوم مهندس الطاقة بالبحث أو التطوير أو البناء أو تنفيذ حلول للطاقة، بما في ذلك أنظمة الطاقة البديلة مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية.

مقدمة عن هندسة الطاقة:

هندسة الطاقة هي تحويل الموارد المختلفة الى طاقة، بحيث تركز العمليات الهندسية الحديثة على البحث وتطوير التقنيات الخضراء من أجل تقليل استهلاك الطاقة الضارة واستبدالها بطاقة بديلة صديقة للبيئة والمجتمع.

تتزايد حلول الطاقة المتجددة والمستدامة في كل من ملفها الشخصي وتطبيقها، مما أدى الى تطوير العديد من المؤهلات المتخصصة والتي تركز على الطاقة والبيئة؛ مثل هندسة الطاقة والطاقة المستدامة وعلوم المناخ.

هناك العديد من المشاكل طويلة الأجل المتعلقة بإستخدام مصادر الطاقة الضارة أهمها

• تغيير المناخ.
• الصحة العامة والسلامة.

الطاقة المتجددة ليس لها الآثار السلبية على تغيير المناخ فهي لاتنبعث منها الغازات الدفينة التي تطلقها مصادر الطاقة التقليدية.

أيضاً أصبح الناس أكثر وعياً حول الضرر الذي تسببه استخراج الطاقة بالطرق التقليدية سواء للأرض أو الانسان.

يريد الناس اليوم استخدام الطاقة المتجددة لأنها نظيفة خالية من أي ضرر سواء على صحته أو الأرض والحيوان.

ماذا يفعل مهندس الطاقة؟

يقوم مهندس الطاقة بتحليل قضايا البيئة والطاقة المعقدة مثل

1. الوقود الاحفوري
2. البترول

ثم يطوّر الحلول وينفذها من أجل إدارة الطاقة بكفاءة من خلال التكنولوجيا، مع تنشيط وزيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة أو المستدامة مثل

1. طاقة الرياح
2. الطاقة الشمسية
3. الأمواج والطاقة الكهرومائية
4. الطاقة النووية والكتلة الحيوية.

يركز مهندس الطاقة على ايجاد طرق أكثر كفاءة وفعالية ونظافة لتزويدنا بالطاقة. 

مسؤوليات مهندس الطاقة:

الطاقة مجال تقني عالي التخصص، يتطلب ايجاد مصادر جديدة للطاقة بطريقة نظيفة وفعّالة مع التقليل من استهلاك الطاقة، لذلك يهتم مهندس الطاقة بعدة مهام يجب عليه القيام بها حتى يتم المطلوب ، من مهام مهندس الطاقة:

1. إدارة عمليات عمل توربينات الرياح.
2. تحليل كفاءة أنظمة الطاقة الكهرومائية.
3. الإشراف على إنتاج تقنيات خلايا الوقود المبتكرة.
4. تقييم الجدوى الاقتصادية لمنشآت الطاقة الشمسية الجديدة.
5. تقييم الأثر البيئي لأنظمة الطاقة البديلة.
6. إنشاء تمثيلات بيانية لبيانات الطاقة بإستخدام برامج هندسية.
7. التوصية بإستراتيجيات توفير الطاقة لتحقيق عملية أكثر كفادة في استخدام الطاقة.
8. فحص المعدات والأنظمة.
9. إدارة الطاقة الصناعية ومراقبة الاستهلاك.
10. تقديم المشورة فيما يتعلق بالممارسات الخضراء والمخاوف البيئية.
11. تصميم وتطوير وبناء تقنيات الطاقة المتجددة.
12. الجمع بين انتاج الطاقة المتجددة وأنظمة الطاقة الحالية.
13. استخدام النماذج الرياضية والحاسوبية لإكمال حسابات التصاميم والمواصفات وتطوير الخبرة الفنية في جميع الأمور المتعلقة بالطاقة والتحكم البيئي.

ماهو مستقبل هندسة الطاقة؟

تخصص هندسة الطاقة له مسار وظيفي أكثر من جيد وهو مجال وظيفي ينمو ويتطور باستمرار. ذلك أن العالم لايستطيع الاستمرار بدون طاقة لأن العلوم الحديثة والتكنولوجيا تتطلب الطاقة لاستمرارها. فرص التقدم الوظيفي في مجال الطاقة لا حدود لها لأن الطاقة تدخل في جميع جوانب حياتنا الحديثة تقريباً.

الطاقة مجال وظيفي مطلوب بكثرة هذه الأيام ذو أجر جيد، يدرك أصحاب العمل في جميع القطاعات الرئيسية الحاجة الى تطوير وظائف متخصصة في مجال الطاقة بسبب زيادة التشريعات وارتفاع أسعار الطاقة وزيادة الوعي في الأضرار التي تخلفها الطاقة المستخرجة بشكل تقليدي.

راتب مهندس الطاقة:

نظراً للطلب المتزايد في هذا المجال فإن الفرص الوظيفية جيدة ، وفي معظم الحالات ستتاح فرص العمل حتى في مناصب قيادية في الادارة ، يوجد جاجة ماسة الى الطاقة المتجددة والموارد في هذا العصر، لذلك الطلب سيزداد باستمرار للمهندسين الذين يعملون في هذا المجال.

يساعد المهندسون في الحصول على طاقة ووقود تقل فيه الانبعاثات الضارة، دائماً يسعون للبحث والتصميم ووضع طرق تحسّن من استخدام الطاقة والموارد وايجاد مصادر طاقة جديدة صديقة ومستدامة.

ليس من الصعوبة الحصول على وظيفة جيدة في هذا الاختصاص ويكون الأجر فيها مرتفع مقارنة بوظائف أخرى، يختلف راتب مهندس الطاقة بحسب الخبرة والاختصاص ومستوى تعليمه وموقع العمل الذي يعمل به، يبلغ متوسط الراتب لمهندسي الطاقة في الولايات المتحدة 80 ألف دولار سنوياً.

وظائف مهندس الطاقة:

تعد فرص الحصول على وظيفة لمهندس الطاقة أفضل من غيره مقارنة بالوظائف الاخرى، حيث يدرك أصحاب العمل والشركات الحاجة الى تطوير وظائف متخصصة في مجال الطاقة ، وذلك بسبب ارتفاع أسعار الطاقة وزيادة الوعي عند الناس من حيث الأضرار التي تخلفها استخراج الطاقة التقليدية؛ يمكن أن يكون العمل متاحاً لمهندسي الطاقة في المجال الحكومي أو الخاص.

يمكن أن يكون عمل مهندس الطاقة في عدة مهن، منها:

1. صناعات إنتاج الوقود بما في ذلك النفط والغاز والطاقة النووية.
2. صناعة السيارات ، بحيث يساعد على تلبية التشريعات الصارمة بشأن انبعاث ثاني أكسيد الكربون.
3. تصميم واختبار وتركيب معدات الطاقة للمولدات و التوربينات والمحركات.
4. في مجال الهندسة الكيميائية وتشمل تصميم غرف الاحتراق وتكرير النفط والفحم وانتاج الديزل الحيوي.
5. وكالات الطاقة الحكومية وشركات الطاقة الخاصة والاستشارات التي تقدم الدعم للحفاظ على الطاقة والإدارة الفعالة للمصانع والمباني ، يمكن أن يعمل تحت عدة مسميات أهمهما:

1. مهندس طاقة متجددة (بديلة): 

 يعمل مهندسو الطاقة المتجددة علي تقنيات وتخطيط الطاقة المستدامة، من خلال البحث عنها أو تطويرها وتنفيذ تكنولوجيا وأدوات موفرة للطاقة ، الاتجاه في هذا السياق سيزداد مستقبلاً وتشمل الألواح الشمسية ومزارع الرياح ومولدات الطاقة بالأمواج ومحطات الطاقة الحرارية الأرضية.

2 . مهندس نُظم الطاقة (ESE):

يركز على الصورة الكبيرة لأنظمة الطاقة والمعرفة الواسعة بإقتصاديات أنظمة الطاقة، يكون مهندس نظام الطاقة مسؤولاً عن تحسين أنظمة تخزين الطاقة أو الإشراف على توزيع الطاقة أو تحليل تأثيرات أنظمة الطاقة المختلفة على البيئة والاقتصاد.

3 . مهندس مباني خضراء:

يعمل مهندسو المباني الخضراء مع مطوري البنية التحتية للتأكد من أن المباني الحديثة تحقق أقصى استفادة من أنظمة الطاقة المتاحة ، يقوم مهندس المباني الخضراء بتحليل جميع خطط البناء والتشييد للتأكد من أن جميع الجوانب موفّرة للطاقة، قد يشمل ذلك توصيات لمواد البناء الخام ذات الكفاءة في استخدام الطاقة أو تصميمات الهياكل التي تستخدم طرق التدفئة والتبريد.

هذا يعني أن كل جانب من جوانب البناء والتصميم يحتاج الى تحليل من منظور كفاءة الطاقة.

4 . عالم جيولوجيا:

مع انخفاض الطلب عن الجيوفيزيائين الذين يساهمون في صناعة استخراج النفط والغاز بالطرق التقليدية، وتحول جميع الشركات نحو الطاقة المتجددة ، فالطلب يزداد على علماء الأرض الذين هم بمثابة الجيوفيزيائين الذين يبحثون عن مصادر الطاقة.

5 . مطور ومشغل لمحطة الطاقة الشمسية:

من المهن التي تتزايد بسرعه لتحقيقها أرباحاً جيدة في نهاية العام، يحتاج مشغلوا المحطات أن يكونوا على دراية بعلم الميكانيكا والكهرباء، تنتشر الشركات الكبيرة والمتوسطة والصغيرة التي تقوم بمشاريع الطاقة الشمسية.

6 . استشاري طاقة متجددة:

من المهن التي تمنو بسرعة في سوق العمل، يكلف مستشار الطاقة المتجددة بالتعامل مع العملاء القدامى و الجدد وتقديم المشورة لهم بشأن أفضل خيارات الطاقة والحلول المتاحة لهم.

7 . مطور برامج للطاقة الشمسية:

يعتمد انتاج الطاقة الشمسية بشكل كبير على البرامج لمراقبة الأجهزة ذات الصلة وضبطها وقياسها، يحتاج المطور أن يكون متمكناً من البرمجيات وعلوم الحاسوب التي تساعد في تطوير البرامج.

مهارات يتمتع بها مهندس الطاقة:

لابد لمهندس الطاقة أن يلم بعدة مهارات سواء كانت أساسية أم مهارات ناعمة، هذه المهارات تجعل من مهندس الطاقة مهندساً ناجحاً في أي مكان يتواجد فيه مستقبلاً سواء كان العمل ميدانياً أو ادارياً، وهذه المهارات مطلب تقني يتم تضمينه بشكل متكرر في إعلانات الوظائف التي ينشرها صاحب العمل ، أهم هذه المهارات:

• مهارات تقنية: 

مهندس الطاقة يكون ملماً بعدة برامج على الكمبيوتر مثل برامج تحليلية أو علمية تكون لها صلة مباشرة بعمله ليتمكن من ادخال البيانات ومعالجة المعلومات، مثل:   

1. Architectural energy corporation enforma building diagnostics
2. Autodesk autocad للتصميم بمساعدة الكمبيوتر
3. برنامج Microsoft access لاستخدام قاعدة البيانات وبرنامج الاستعلام
4. برنامج Microsoft visio لرسم الخرائط وتصميم العمليات
5. Microsoft project لإدارة المشاريع، غيرها كثير من البرامج التي تساعد مهندس الطاقة في معالجة البيانات والكلمات.

• مهارات معرفية بالهندسة والحساب:

لابد من اتقان التطبيق العملي للعلوم والتكنولوجيا الهندسية، يشمل تطبيق التقنيات والاجراءات والمعدات لتصميم وانتاج مختلف الخدمات، تتوفر لدى مهندس الطاقة المعرفة في:

1. الحساب
2. الجبر
3. الهندسة
4. حساب التفاضل والتكامل
5. الاحصاء.
6. معرفة بالمواد والأساليب والأدوات المستخدمة في بناء المنازل
7. بالاضافة لتمكنه من مبادئ الفيزياء والقوانين وعلاقتها المتبادلة وتطبيقاتها لفهم ديناميكيات السوائل وديناميكيات الغلاف الجوي والهياكل والعمليات الميكانيكية والكهربائية والذرية وشبه الذرية.

• مهارات قيادية في الإدارة والتنظيم:

تتكون لديه معرفة بمبادئ الأعمال والإدارة المشاركة في التخطيط الاستراتيجي وتخصيص الموارد ونمذجة الموارد البشرية وأساليب الانتاج وتنسيق الأفراد والموارد، تتوفر لديه المعرفة اللازمة بالمبادئ والممارسات الاقتصادية والمحاسبية والأسواق المالية.

• مهارات التفكير النقدي:

يستخدم المنطق والاستدلال لتحديد نقاط القوة والضعف في الحلول البديلة أو الاستنتاجات أو المناهج لحل المشاكل وفهم الجمل والفقرات المكتوبة في الوثائق المتعلقة بالعمل.

• مهارات تحليل الأنظمة:

يملك المعرفة في كيفية عمل النظام وكيف ستؤثر التغيرات في الظروف والعمليات والبيئة على النتائج، مع استخدام علوم الرياضيات والفيزياء لتحليل المعلومات بشكل فعّال، وتحديد المبادئ أو الأسباب أو الحقائق الأساسية للمعلومات عن طريق تقسيم المعلومات أو البيانات الى أجزاء منفصلة وتحليلها.

• مهارة حل المشكلات:

1. القدرة على معرفة ما إذا كان هناك خطأ ما أو من المحتمل أن يحدث خطأ (تحديد المشكلة).
2. الاستدلال الاستنتاجي (القدرة على تطبيق القواعد العامة على مشاكل محدودة لإنتاج إجابات منطقية).
3. الاستدلال الاستقرائي ( القدرة على دمج أجزاء من المعلومات لتشكيل قواعد أو استنتاجات عامة بما في ذلك إيجاد علاقة بين الأحداث التي تبدو غير ذات صلة.
4. امكانية ترتيب المعلومات والأشياء أو الإجراءات بترتيب أو نمط معين وفقاً لقاعدة معينة أو مجموعة من القواعد مثل أنماط الأرقام والحروف والكلمات والصور والعمليات الرياضية.
5. القدرة على الفهم الشفوي والكتابي والاستماع الى المعلومات والافكار المقدمة من خلال الكلمات والجمل المنطوقة وفهمها.
6. الاستدلال الرياضي في معرفة الطرق أو الصيغ الرياضية الصحيحة لحل أي مشكلة طارئة.
7. القدرة على التعبير الشفوي وإيصال المعلومات والأفكار أثناء التحدث حتى يفهما الآخرون.
8. مهارات التواصل مع المدراء والموظفين والجمهور.
9. مقدرة الحصول على المعلومات من خلال مراقبة المعلومات وتلقيها والحصول عليها من المصادر ذات الصلة.
10. التفكير الابداعي من خلال التصميم أو تطوير التطبيقات أو من خلال إنشاء تطبيقات أو علاقات أو أنظمة.

دراسة هندسة الطاقة في جامعات أذربيجان:

يتم دراسة تخصص هندسة الطاقة في جامعات أذربيجان من خلال برنامج العلوم الهندسية حيث يتم دمج أساسيات الفيزياء والكيمياء والرياضيات الكلاسيكية والحديثة مع تطبيقات هندسة الطاقة، تكون مدة دراسة هندسة الطاقة في أذربيجان من 4 الى 5 سنوات. وتتراوح الرسوم الدراسية لهندسة الطاقة في اذربيجان من 2000 الى 3000 دولار سنوياً.

القوة الكبرى للتخصص هو مرونته، يتم تعزيز القواعد الراسخة في الفيزياء والرياضيات من خلال مجموعة مختارة من الخيارات التي تعد الطالب لمعالجة المشكلات المعقدة المتعلقة بالطاقة التي يواجهها المجتمع.

توفر هذه الدرجة للطلاب فهماً أساسياً للبنية التحتية للطاقة وتطوير نظام الطاقة ومصادر الطاقة البديلة.

1. سيتعرف الطلاب على التشريعات المتعلقة بإنتاج الطاقة واستخدامها
2. سيستفيد الطلاب من النهج الشامل والديناميكي لهندسة الطاقة
3. سيكتسب الطلاب معرفة شاملة بالجوانب التقنية لتصميم الأنظمة وتطويرها مع استكشاف تقاطعات طلب المستهلك والحلول التكنولوجية المتغيرة.

يتم التركيز الاولي على أساسيات الهندسة بما في ذلك

1. وحدات الرياضيات
2. الهندسة الكهربائية والميكانيكية
3. وكذلك الفيزياء والديناميكا الحرارية
4. وتتم تغطية مهارات الكمبيوتر المحددة
5. بالاضافة الى مقدمة واسعة لأنظمة الطاقة النظيفة والإدارة البيئية.

مواد هندسة الطاقة:

من المواد التي يتم دراستها خلال فصول السنوات الدراسية:

1. الحوسبة التطبيقية لدراسات الطاقة
2. تحويل الطاقة الكهربائية ونقلها
3. إدارة المشاريع والمحاسبة
4. الطاقة البحرية المتجددة
5. تكنولوجيا تخزين الطاقة
6. أنظمة الطاقة المتجددة
7. علوم هندسة الطاقة
8. تحليل دورة الحياة
9. ميكانيكا هندسية
10. التفاضل والتكامل
11. العمارة المستدامة.
12. الطاقة الشمسية
13. ميكانيكا الودائع
14. ميكانيكا المواد
15. إدارة الطاقة
16. طاقة الرياح
17. الفيزياء

يتم التخصص في هندسة الطاقة مع التركيز على تقنيات الطاقة النظيفة والمتجددة ، يتم تعلم مصادر الطاقة البحرية وسياسة الطاقة والوقود الحيوي والطاقة الكهربائية والشبكات وتقنيات الرياح والطاقة الكهروضوئية والحرارية.