سيارات الطاقة الشمسية.. 20 ساعة عمل بلا تلوث أو بترول

أمين مجلس تقنية المركبات بالكلية التقنية بجدة.. ل «اليوم»:

قدمت سيارات الطاقة الشمسية نوعاً من القفزات العلمية في مجال استهلاك الطاقة النظيفة، وذلك بنماذج مختلفة في عدد من دول العالم، حيث ما زالت تحت التجربة والأبحاث، والتي يصل عملها إلى أكثر من 20 ساعة تشغيل في اليوم، ويمكن لها أن تحل بديلاً جيداً للسيارات الحالية، وتعتمد على الشمس فقط في إدارة محركها لذلك تسمى السيارة الشمسية.
وكشف في حديثه ل (اليوم) المهندس حسن بن عبدالله الشهري- أمين مجلس قسم تقنية المحركات والمركبات، عضو هيئة التدريب بالكلية التقنية بجدة، أن مثل هذه السيارة يمكنها العمل فترات تشغيل طويلة تصل إلى 20 ساعة تشغيل، وموجود منها عدة نماذج في العالم في ألمانيا، كندا، اليابان، كوريا، الهند، أمريكا، وكلها بغرض البحث والتجريب فقط.
ولفت إلى أن من أهم مزايا السيارة الشمسية توفير البترول ما يوفر من الاستهلاك الشديد، وزيادة الاحتياطي من البترول الخام، والقضاء على التلوث الناتج من عوادم السيارات وآثاره الضارة على الإنسان والنبات.
20 ساعة عمل بلا توقف
وقال ل«اليوم» المهندس حسن بن عبدالله الشهري- أمين مجلس قسم تقنية المحركات والمركبات، عضو هيئة التدريب بالكلية التقنية بجدة: إن السيارة الشمسية عبارة عن مركبة مزودة بألواح شمسية على سطحها تقوم باستقبال أشعة الشمس وتحويلها إلى طاقة كهربائية.
وأضاف: تمر هذه الطاقة خلال دوائر تحكم وتنظيم للتيار الكهربائي بما يناسب المحرك أو المحركات التي تدير عجلات هذه العربة، مع الاهتمام أثناء تصميم مثل هذه العربة بمراعاة عدة أمور منها خفة الوزن والمتانة والاعتمادية في اختيار المواد المكونة لمثل هذه العربة، وهذه العربة تعتمد على الشمس فقط في إدارة محركها لذلك تسمى السيارة الشمسية.
وأكد «الشهري»: السيارة يمكنها العمل فترات تشغيل طويلة تصل إلى 20 ساعة تشغيل، وهذه السيارة موجود منها عدة نماذج في العالم في ألمانيا، كندا، اليابان، كوريا، الهند، أمريكا، وكلها بغرض البحث والتجريب فقط، أضف إلى ذلك إن المساحة المسطحة لهذه النماذج حوالي 40 مترا مربعا، وهو ما يمثل مساحة غير عملية بالمرة في الشوارع المزدحمة، حيث إن كثافة الشوارع من هذه السيارات سوف تشغل عددا قليلا منها في مساحة اكبر.
وأوضح أن النموذج هو الأول من نوعه في العالم بغرض الاستخدام اليومي لتحل محل السيارة العادية في جميع الأغراض، وهذه السيارة تشحن ذاتيا أثناء السير والتوقف ولا تتأثر بالماء أو الحرارة أو الرطوبة وبالتالي لا تمثل تكدسا وعبئا مروريا إضافيا على الشوارع.
ولفت إلى أن هذه السيارة لا تستخدم أي أنواع من الوقود السائل أو غير السائل المعروفة التقليدية، إنما تستخدم فقط الطاقة الشمسية المتولدة من الشمس للتشغيل والتخزين، ويمكن تعميم هذه السيارة للاستخدام بسهولة، وعلى سبيل المثال فإن استخدام هذه السيارة سوف يحدث نوعا من التجديد في قيادة نوع جديد من السيارات النظيفة صديقة البيئة
محاولات لصناعة سيارات شمسية
وأشار «الشهري» إلى أن في المملكة بعض المحاولات الناجحة لصناعة سيارات عربية تعمل بالطاقة الشمسية، ومنها محاولة سيارة «وهج» من إنتاج فريق «سراج» الطلابي من جامعة الملك فهد للبترول والمعادن عام 2011، حيث حصلت السيارة على لقب أول سيارة سعودية تعمل بالطاقة الشمسية، وأول سيارة تتم صناعتها بالسعودية بشكل عام، وتتكون من عدد ثماني خلايا شمسية، بها عدد أربع بطاريات شحن وتخزين، ولها طاقة تخزين تكفي للسير 200 كيلومتر، وتعد صديقة للبيئة.
ولفت «الشهري» إلى أن من أهم مزايا السيارة الشمسية توفير البترول ما يوفر من الاستهلاك الشديد، وزيادة الاحتياطي من البترول الخام، والقضاء على التلوث الناتج من عوادم السيارات وآثاره الضارة على الإنسان (من ناحية التنفس - الطعام - الملبس - السكن)، وعلى النبات (حيث تسبب أبخرة الرصاص المنبعثة من عوادم السيارات تكون طبقات على أوراق النباتات المزروعة في المناطق المحيطة ومن ثم تسبب التلوث والتسمم وعدم النمو الكامل لهذه النباتات وعلى الصحة العامة كوقاية من آثار التلوث، حيث تصرف الدولة على مرافق الصحة المختلفة للقضاء على آثار التلوث في جميع المجالات).
وعن وجه المقارنة بين الوقود (البنزين) والطاقة الشمسية، قال «الشهري»: تستهلك الطاقة في مجال إنتاج الكهرباء، والصناعة، والمواصلات، والاستهلاك المنزلي والاستهلاك التجاري، كما أن كمية الطاقة الأكبر تستهلك في إنتاج الكهرباء والصناعة والسيارات، مشيراً إلى أن مصادر الطاقة الأساسية التي يعتمد عليها الإنسان في السيارات تتمثل في الوقود البترولي (البنزين)، ومصادر الطاقة المتجددة (الطاقة الشمسية).
حرق الوقود يسبب التلوث
ولفت «الشهري» إلى أن الوقود البترولي (البنزين) عبارة عن سائل عديم اللون له رائحة مميزة، وبخاره سام ولا يذوب في الماء ولكنه يذوب في المذيبات العضوية مثل الايثر والكحول وعند 20 درجة سيليزية تكون كثافته النسبية 0.88 ودرجة غليانه 80.1 ويتجمد عند 5.5 على شكل بلورات بيضاء ويشتعل بلهب ساطع مدخن ويعتبر من المذيبات الهامة لأنه يذيب كثيرا من المواد العضوية وبعض العناصر كاليود والفوسفور.
وبين أن من سلبيات استعمال الوقود (البنزين) أنه عبارة عن مورد طبيعي غير متجدد ومنته، إضافة إلى أن حرق الوقود (البنزين) يسبب تلويث الهواء الذي يسبب أضرارا صحية وتغيرات مناخية (مثل الانقلاب الحراري)، كما أن الوقود غالي الثمن وبسبب استعماله المتزايد ونقصه يزداد الطلب عليه وتزداد تكلفته.
أما فيما يخص استخدام الطاقة الشمسية، فأكد أنها تُعتبر مصدر الطاقة الأساسي على سطح الكرة الأرضية ابتداءً باستعمالها لإتمام عملية التركيب الضوئي في النباتات وحتى إنتاج الكهرباء وتوصل العلماء لكي يستخدم بديلا للبنزين، وتعد تقريبا خالية من التلوث أو غير ملوثة للبيئة، وهي طاقة متجددة ومتوفرة تقريبا في كافة المناطق المأهولة من العالم، وهي طاقة مجانية واقتصادية دائما وبدون التسبب بالأذى للطبيعة أو للبيئة التي نعيش ضمنها.
وذكر الشهري أن من مميزاتها أنها تستعمل بدون حدود أو إعاقات، وتركيب الأجهزة التكنولوجية لاستقبال الأشعة الشمسية سريع جداً، ولا تلوث المياه والهواء، ولا يوجد انبعاث ثاني اوكسيد الكربون منها، وتكلفة إنتاج الكهرباء تقل عندما يتم توصيل أجهزة انتاج الطاقة الشمسية لشبكة الكهرباء العامة.
وعن إحصائية بنسبة الملوثات بين الطاقة الحالية (البنزين) مع الطاقة الجديدة (الطاقة الشمسية) قال «الشهري»: تعتبر ملوثات الهواء الناتجة عن احتراق الوقود بصوره المتعددة من أكثر الملوثات انتشاراً وتأثيراً في مكونات النظام البيئي، بحيث ينتج عن الاحتراق الكامل للوقود: co2 + بخار الماء + كميات قليلة من أكاسيد الكبريت والنتروجين، والاحتراق غير كامل للوقود ينتج عنه: أول أكسيد الكربون (CO) + هيدروكربونات (HC) + أكاسيد النتروجين + أكاسيد الكبريت.
السيارات المصدر الرئيس للتلوث
وأشار الشهري إلى أن بعض الدراسات تعتبر السيارات ووسائط النقل المصدر الرئيس في تلوث الهواء لا سيما في المدن، إذ يولد قطاع النقل على مستوى العالم نحو: 60 % من انبعاثات CO 42 % من انبعاثات أكاسيد النتروجين 40 % من انبعاثات المواد الهيدروكربونية 13 % من العوالق 3% من غاز ثاني أكسيد الكربون 90 % من الرصاص الموجود في الانبعاثات الهوائية في المدن ناتج عن عوادم السيارات، فإن النسبة الكيميائية الصحيحة في احتراق وقود البنزين هي جزء وقود إلى 15 جزءا من الهواء، أي ما يعادل 0.066 أما في السرعات العالية فإن عمل المحرك يتطلب تركيزاً أعلى من الوقود بالسرعة المثالية التي تسبب انبعاثا أقل من الغازات واستهلاك وقود أقل 60-80 كم/ساعة.
أما في السيارات العاملة على الديزل نظراً لصعوبة تطاير الديزل فيحقن في الهواء المسخن بالانضغاط فيرذذ إلى حبيبات صغيرة، وحتى يتم الاحتراق بكفاءة عالية يجب أن يكون معدل كتلة الهواء إلى الوقود بين 100/1 و20/1 ومن باب أولى التفريق بين السيارات العاملة على الديزل والبنزين حيث ينبعث من عوادم السيارات العاملة على الديزل ذات المحركات الجيدة كمية أقل من أول أكسيد الكربون CO وأكاسيد النيتروجين والمواد الهيدروكربونية عن تلك العاملة على البنزين.
وأبان الشهري أنه تنبعث جسيمات ميكرونية أكثر بمقدار يتراوح بين 30 و50 مرة وتحتوي هذه الجسيمات على المركبات العضوية التي تسبب الكثير منها السرطان، كما ان المحركات العاملة على الديزل إذا كانت قديمة وقليلة الصيانة فإنها تلوث الهواء بصورة لا تقل عن المحركات العاملة على البنزين، وخاصة الهيدروكربونات التي تتأكسد جزئياً بعد انطلاقها في الهواء وتشكل مركبات ثانوية ينجم عنها الرائحة المعروفة المنبعثة عن المحركات العاملة على الديزل.
وأهم ما يميز انبعاثات عادم السيارات العاملة بالديزل الدخان الأسود الكثيف الذي ينتج عن الهيدروكربونات غير المحترقة وخاصة عند بداية الحركة، وكلما زاد العدد الأوكتاني في وقود البنزين ازدادت جودة الاحتراق وقلت ظاهرة الطرق في المحرك وبالتالي قل انبعاث الغازات الملوثة للبيئة، أما بالنسبة للطاقة الجديدة (الطاقة الشمسية) فلا يوجد لها أي آثار تلوث بل إن الطاقة الشمسية صديقة للبيئة.
سباق لاستخدام الشمس في تشغيل السيارات
وأوضح «الشهري» أن هناك سباقا علميا يجري في كثير من الدول المتقدمة، وخاصة في كليات الهندسة ومنظمات الطاقة الشمسية، كالمنظمة الأمريكية «NASC» وغيرها. كل ذلك في سبيل التوصل إلى أفضل الطرق لاستخدام الشمس في تشغيل السيارات.
واسترسل: إلا أن أيا من الجامعات والمنظمات لم تستطع تقديم سيارات تشبه تلك التي تسير في الشوارع، فغالبية السيارات التي يتم إنتاجها للاستفادة من اشعة الشمس تكون طويلة وواسعة ومسطحة، وذلك بهدف استغلال الطول والاتساع في التعرض لأشعة الشمس، وتقليل مقاومة الهواء قدر المستطاع خلال السير.
كما أنها مصممة لتحمل شخصا واحدا فقط، بهدف تقليل الوزن، فضلا عن سرعتها البطيئة، إلا أنها في النهاية تستطيع أن تسير مئات الآلاف من الكيلومترات دون الحاجة لقطرة وقود واحدة، والكثير من الجهود العلمية لا تزال تقف عند حدود بعض المشكلات، التي لا بد أن يجد العلم حلا لها في المستقبل، من بينها مشكلة تجميع الطاقة الشمسية وتخزينها في السيارة لاستخدامها خلال الليل أو تحت الغيوم.
وقد تمكن الكثير من حل هذه المشكلة، بتزويد السيارة ببطارية لتخزين الطاقة الشمسية، والتي تستطيع تزويد السيارة بالطاقة اللازمة من الغروب وحتى طلوع شمس اليوم التالي، إلا أن هذه البطارية تزيد من ثقل السيارة، وتتسبب ببطئها، كذلك فإن من المشكلات التي تعاني منها صناعة سيارات الشمس، أنها يجب أن تقف في أماكن معرضة للشمس، لسحب الطاقة اللازمة للتشغيل والشحن خلال توقفها، لذلك فمن غير المناسب إيقافها في مرآب سيارات تحت الأرض، أو تحت أسطح مغطاة.
(وهج) السيارة المنتجة في جامعة البترول بالطاقة الشمسية
سيارة «وهج»
تجارب عالمية لسيارات تعمل بالطاقة الشمسية