مناخ «فردي» خاص.. يمكن التحكم به

لتوفير الطاقة وتقليل استهلاكها

مناخ «فردي» خاص.. يمكن التحكم به
TT

مناخ «فردي» خاص.. يمكن التحكم به

مناخ «فردي» خاص.. يمكن التحكم به

طور باحثو «معهد ماساشوستس للتقنيات» (إم آي تي) نظاما يقوم بتوليد مناخ خاص بالأشخاص.
ويسمى المشروع «لوكال وورمنغ»، أي «التدفئة المحلية، أو الموضعية»، ويستخدم نظاما بتقنيات «واي فاي» للاتصالات اللاسلكية لتعقب الحركة، فضلا عن عناصر تسخين ديناميكية مركبة في السقوف، بغية تتبع حركة شخص معين، وتهيئة طقس خاص دقيق للغاية حوله، وحول الأفراد الآخرين من ساكني المنزل. ونتيجة لذلك يبقى كل شخص منهم مرتاحا، في حين يظل الحيز الفارغ الفاصل بينهم في درجة حرارة أقل، مما يخفض من استهلاك الطاقة. وجرى إطلاق هذه التقنية في الاحتفال نصف السنوي للهندسة المعمارية، الذي أقيم في السابع من الشهر الحالي في مدينة البندقية في إيطاليا.
يقول البروفسور كارلو راتي، مدير مختبر «سينسيبل سيتي لاب» التابع لـ«إم آي تي» الذي رأس المشروع «في يومنا هذا يجري إهدار كمية هائلة من الطاقة في تدفئة المنازل، والمكاتب الفارغة، والأبنية المشغولة جزئيا. لكن تقنيات التدفئة المحلية يمكنها معالجة هذه المشكلة عن طريق مزامنة التحكم بالمناخ، مع الوجود، أو الحضور البشري، مما يحسن كثيرا من كفاءة الطاقة وفعاليتها داخل الأبنية».
وحالما يدخل زائر إلى الغرفة يجري تحديد موقعه وحركة تنقله، بواسطة تقنية تعقب الموقع الجديدة التي تعتمد على «واي فاي» التي قامت بتطويرها البروفسورة دينا كاتابي السورية الأصل وفريقها في مركز «إم آي تي» للشبكات اللاسلكية، وعلوم الكومبيوتر المتنقل، الموجود في مختبر المعهد لعلوم الكومبيوتر والذكاء الصناعي. ويجري بث هذه البيانات والمعلومات في الزمن الحقيقي إلى مجموعة من عناصر التسخين الديناميكية موجودة في شبكة قرب السقف. وكل عنصر من هذه العناصر مؤلف من محرك مؤازر لتغيير الاتجاه، فضلا عن مصباح لتوليد إشعاعات ما دون الحمراء، ومرآة باردة، وغيرها من البصريات الأخرى لإنتاج إشعاعات مركزة.
«ويجري بث هذه الحرارة تحت الحمراء لتوليد ما يشبه المصابيح الكشافة في الأساس، التي تطلق الدفء الذي يجري تركيزه على الشخص المعني الذي يبعد عدة أمتار، مما يؤمن راحة كاملة، في الوقت الذي يحسن فيه من كفاءة الطاقة الإجمالية»، وفقا إلى ليه كريستي مهندس المشروع.
وتقول ميريام رور، الباحثة الرئيسة في المشروع والعاملة في أبحاث مختبر «سينسيبل سيتي لاب»، إن التطبيق التجاري الأول لمثل هذه التقنية قد يكون على شكل سخانات ومدافئ لخارج المنازل، تقوم بتدفئة الأشخاص الذين يتنقلون في الأماكن الخارجية شبه المغطاة، قبل اعتماد هذا النظام في القاعات الواسعة، والغرف العلوية، والأماكن المشغولة نادرا. ومع تطور هذه التقنية فقد تتيح لكل شخص أن يحدد حرارة التدفئة التي يرغبها عبر هاتفه الذكي.
وشكلت تقنية «التدفئة المحلية أو الموضعية» هذه الركن الرئيس لأجنحة معرض البندقية المعماري الذي سيستمر من السابع من الشهر الحالي وحتى 23 نوفمبر (تشرين الثاني) المقبل. وشعار المعرض للعام الحالي هو «العناصر الأساسية للهندسة المعمارية وتقدمها عبر التاريخ». وعلى صعيد التركيب، فإن وضع التدفئة المحلية في غرفة هو أشبه بوضع موقد التدفئة (فاير بلايس) الذي يبث دفئه موضعيا أيضا.
ويدور مبدأ تقنية التدفئة كله حول حفرة النار، التي كانت في السابق العنصر المنزلي الذي يجتمع حوله الأشخاص. ومنذ ذلك الحين بدأ التفكير في التحكم في التدفئة والمناخ عن طريق تطوير الأنابيب والثرموستات (ضوابط الحرارة). لكن اليوم فلا حاجة للشخص بعد الآن للبحث عن الحرارة، بل إن الحرارة هي التي ستبحث عنه، كما يقول ماثيو كلوديل الباحث أيضا في مختبر «سينسيبل سيتي لاب».



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً