مفاهيم مبتكرة للطاقة النظيفة عبر مشاريع طلابية

لكبيرة التونسي (أبوظبي)

قدم عدد من الطلاب ضمن معرض مركز الابتكار التابع لهيئة كهرباء ومياه دبي.. ابتكارات مهمة تتعلق بتخزين الطاقة وتحلية المياه بالاعتماد على الطاقة الشمسية، واستخدامات طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الحرارية.. ويسهم مركز الابتكار في تحفيز بيئة الابتكار وبناء جيل من خبراء الطاقة المتجددة والنظيفة، بما يحقق الاستراتيجية الوطنية للابتكار، التي تهدف لجعل الإمارات ضمن الدول الأكثر ابتكاراً على مستوى العالم.
وأطلق المركز برنامج «مبتكرو تكنولوجيا الطاقة النظيفة» لإتاحة المجال أمام طلاب الجامعات والمدارس لعرض مشاريعهم المبتكرة في مجال الطاقة النظيفة، ويعمل المركز، ضمن مجمّع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، على تعزيز مكانة الهيئة كأبرز الداعمين لمسيرة الابتكار في الإمارات.
يواصل البرنامج استقطاب ودعم مشاريع الطلاب المتعلقة بابتكارات الطاقة النظيفة والمتجددة وفقاً للمعايير التالية: نسبه الإبداع والابتكار في فكرة المشروع، جوانب التصميم، مدى قابلية تنفيذ الفكرة وتطبيقها والمهارات الفنية للطالب.. وذلك دعماً لأهداف مركز الابتكار التابع لهيئة كهرباء ومياه دبي باستقطاب الابتكارات الناشئة وإيجاد مفاهيم مبتكرة للتكنولوجيا والطاقة النظيفة وتطوير المشاريع لتعزيز مستقبل الطاقة المستدامة، وفي إطار التزام المركز ببناء قدرات أجيال المستقبل وإشراكهم في تحقيق أهداف التنمية المستدامة، وتطوير قدراتهم ليسهموا بشكل فاعل في دعم وتنفيذ استراتيجيات دبي في هذا المجال.

«تخزين الطاقة»
ومن بين المشاريع التي استقطبها البرنامج مشروع تخزين الطاقة الفائضة باستخدام الهواء المحيط وتحويل طاقة الوضع إلى حركية ثم ميكانيكية وصولاً إلى طاقة كهربائية، وتبدأ العملية بتزويد الكابس (الكمبريسور) بالطاقة من الشبكة الكهربائية ليقوم بسحب الهواء وضغطه داخل خزان، ثم يتم سحب الهواء المضغوط عبر توربين الهواء الموصول بالمولد والذي بدوره يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية.
وحسب الطلاب الذين عملوا على المشروع فقد واجهتهم عدة تحديات تمثلت في عدم وجود خزانات هوائية ذات سعة كافية ولها القدرة على حفظ الهواء المضغوط داخلها وتعديل مدخل  الهواء ومخرجه داخل الخزان وضمان عدم حدوث تسريب خلال عملية الشحن والتفريغ.
وعمل على إنجاح هذا المشروع ثلاث طالبات أولهن لطيفة سالم الكتبي، طالبة هندسة الطاقة المتجددة والمستدامة في جامعة الشارقة التي قالت إنها  تستمد شغفها العميق للتميُّز والابتكار في مجال الهندسة من محبتها للتعلّم.
وقالت أميرة إبراهيم الطنيجي: أسهمت دراستي لهندسة الطاقة المتجددة في تغيير طريقة رؤيتي للأمور وبعض الممارسات اليومية البسيطة التي قد تنعكس سلباً على كوكبنا، إضافة إلى ارتفاع حسي بالمسؤولية تجاه البيئة، وضرورة جعلها مكاناً أفضل للعيش لهذا الجيل وللأجيال القادمة. أما أنفال عبدالله الخزيمي فترى أنها كطالبة في قسم هندسة الطاقة المتجددة، لابد لها من استثمار المعارف والخبرات التي اكتسبتها لإيجاد حلول جديدة تسهم في تغيير بيئتنا وجعلها مستدامة.

«مصدّات» 
وظهر أيضاً مشروع مصدات الرياح الذي يهدف لتوليد الكهرباء من أحد مصادر الطاقة النظيفة وهي طاقة الرياح بطريقة مبتكرة ومختلفة عن التقليدية المستعملة في توربينات الرياح، حيث يتم امتصاص طاقة الرياح بواسطة مصدّات ثم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية، ويجري توليد الطاقة أو تخزينها حسب مقدار الطاقة المنتجة وذلك بواسطة مولد كهربائي الكترومغناطيسي أو تخزين الطاقة في شكل حركة ميكانيكية دورانية فيما يعرف بـ (فلاي ويل)، وواجه الطلبة معدو المشروع عدة تحديات منها: حداثة الفكرة وكونها مبتكرة وغير مسبوقة مما أدى إلى شح المصادر العلمية المتوفرة للبحث، وصعوبة تمثيل النظام بمعادلات فيزيائية أو محاكاته بواسطة أنظمة المحاكاة الإلكترونية المتوفرة لأن مبدأ عمل النظام جديد كلياً.

وقال خالد العازبي المسهم في المشروع عن طموحاته المستقبلية: «أدرس هندسة الطاقة المتجددة والمستدامة، وأرغب في استثمار دراستي لترك بصمتي الخاصة والمساهمة بأفكار جديدة في مجال الطاقة المتجددة والمستدامة.. أما الطالب عبد الله المهيري فأشار أنه يحب الطبيعة ويسعى للحفاظ على البيئة من خلال ابتكار حلول جديدة لمواجهة التلوث البيئي، وتطوير الأفكار الابتكارية التي تعلمها خلال دراسته للهندسة.
أما خالد الزرعوني فقال إنه يحب ممارسة الرياضة خاصة كرة القدم، ويتطلع لأن يكون إنساناً مؤثراً في مجتمعه من خلال دراسته لهندسة الطاقة المتجددة والمستدامة، والعمل على إيجاد أكثر الطرق كفاءة والأكثر مناسبة لإتمام المهام بطريقة متطورة.

«الأفران الشمسية»
«الأفران الشمسية» مشروع مشترك بين طلاب الجمعية العلمية ومؤسسة (سنستوف) الخيرية العالمية ومقرها جنوب إفريقيا، ويهدف إلى توفير فرن شمسي فعال، قليل التكلفة ويمكن تصنيعه بالكامل من مواد متوفرة في أي بيئة محلية مثل الكرتون المقوى وورق الألومنيوم، وقد تم بناء 25 وحدة من هذه الأفران في ورش المختبرات المركزية التابعة للجامعة خلال يومين فقط، وعملياً، يمكن لهذا الفرن أن يعمل تحت أي ظروف جوية طالما كانت الشمس مشرقة وهو مناسب جداً وفعال في طهي الخضار والأرز والذرة وتسخين المياه، حيث وصلت حرارة المياه داخله إلى 120 درجة مئوية،بينما كانت حرارة الجو 27 درجة مئوية، ويمتاز هذا الفرن أيضاً بخفة وزنه (4.5 كغم) وسهولة استخدامه وبتكلفته المنخفضة والتي لا تتجاوز 15 دولاراً مما يجعله مناسباً للاستخدام في المناطق النائية ولأغراض العمل الخيري ومثالياً في أوقات الطوارئ، وهو مستخدم الآن في بعض الدول مثل أميركا وجنوب إفريقيا، والمكسيك، الهند.

«القارب الشمسي»
القارب الشمسي صديق للبيئة، خفيف وعملي وسهل التصنيع، يبلغ طوله 9 أقدام ويتسع لشخصين أو ثلاثة، ويستخدم للصيد والنزهة في البحيرات أو المياه المغلقة، ومزود بمحرك  صامت يعمل  من خلال الطاقة الشمسية أو عن طريق منظومة شحن خاصة وبطارية واحدة لغرض زيادة السرعة.. ويعتبر القارب النسخة المطورة من القارب الشمسي الأول في المنطقة، حيث تم إدخال بعض التعديلات عليه  مثل مادة  صنع جسم القارب وعدد الألواح الشمسية اللازمة لتسييره وكذلك إضافة أنبوب هواء جانبي لغرض زيادة الاتزان مما أسهم في تقليل وزن القارب 100كيلوغرام عن النسخة الأولى، وساعد التصميم الجديد على تسيير القارب باستخدام الطاقة الشمسية، وهو الغرض الأساسي من هذا المشروع..وعملت مجموعة من طلاب الجمعية العلمية الطلابية من كليتي الهندسة والعلوم على تصميم وبناء هذا القارب الذي تم تجريبه في قناة القصباء بالشارقة، وبلغت سرعته أثناء التجريب 15-20 كم/ساعة ويمكن زيادتها باستخدام بطارية ثانية مساعدة.