حافلات نقل مدرسية كهربائية تدعم الشبكة بالطاقة

خارج أوقات خدمتها في توصيل الطلاب

حافلات نقل مدرسية كهربائية تدعم الشبكة بالطاقة
TT

حافلات نقل مدرسية كهربائية تدعم الشبكة بالطاقة

حافلات نقل مدرسية كهربائية تدعم الشبكة بالطاقة

عندما تنتهي حافلات النقل المدرسية الكهربائية الصغيرة في مقاطعة إلكاهون في ولاية كاليفورنيا، من خدمة توصيل الطلّاب، فإنها تؤدّي مهمّة إضافية: تغذية الشبكة الكهربائية بالمزيد من الطاقة.

شواحن إضافية
عمدت مؤسسة «سان دييغو غاز أند إلكتريك» المحليّة إلى تركيب ستّة شواحن ثنائية الاتجاه في الباحة المخصصة للحافلات في مدرسة المقاطعة في إطار برنامج تجريبي لاختبار كيف يمكن لحافلاتها الثماني أن تدعم الشبكة الكهربائية، في حالات الضغط عليها، كموجات الحرّ أو عند ارتفاع استهلاك الطاقة مع تشغيل آلاف النّاس لأنظمة التبريد.
وهكذا وفي وسط النهار، وعندما تكون الحافلات خارج الخدمة، يمكنها أن تساعد في تخزين كميات أكبر من الطاقة الشمسية للولاية. وتنتج كاليفورنيا حالياً مستويات هائلة من الطاقة الشمسية. ولكن إذا احتاجت المقاطعة إلى المزيد من الطاقة في وقتٍ لاحق من اليوم، تستطيع المدرسة إرسال بعض الطاقة للشبكة والحصول على بدلٍ مالي لقاء الخدمة.
ونقلت أديل بيترز المحررة في «فاست كومباني» عن ميغيل روميرو، نائب رئيس قسم ابتكار الطاقة في المؤسّسة: «نحن نعلم أنّه ومع حصول الشبكة الكهربائية على المزيد من الطاقة من موارد متجدّدة، سنكون بحاجة إلى حلول متعدّدة للحفاظ على الفعالية والمرونة».
عندما يرتفع عدد العربات الكهربائية على الطرقات، يزيد الطلب على الطاقة من الشبكة. ولكنّ هذه العربات بدأت أخيراً بالعمل كمصانع طاقة مصغّرة، خصوصاً تلك المجهّزة ببطاريات كبيرة، على حدّ تعبير روميرو.
تعتبر الحافلات المدرسية خياراً مناسباً جداً لهذا الهدف لأنّها مجهّزة ببطاريات كبيرة، فضلاً عن أنّها تسير وفقاً لجدولٍ معروف وتخرج من الخدمة لساعات متعدّدة في اليوم. وعندما يرتفع الطلب على الكهرباء خلال الصيف، تكون الحافلات المدرسية خارج خدمة التوصيل بالكامل.

خطط تجريبية
من جهة أخرى، تعمل مؤسسة «دومينيون إنرجي» في ولاية فيرجينيا على مساعدة المدارس المحلية للاستحواذ على حافلات كهربائية بتغطية جزء من التكلفة وتنظيم معدّات الشحن مقابل السماح لها باستخدام الحافلات لدعم الشبكة العامّة خلال الصيف.
وفي ولاية ماساتشوستس، تخطّط شركة اسمها «هايلاند إلكتريك ترانسبورتيشن» الناشئة لمساعدة مدارس المقاطعة في التحوّل غير المكلف إلى الحافلات الكهربائية - عبر نموذج يشحن بالميل الواحد بدل التكلفة الثابتة المرتفعة، ومن ثمّ الاستفادة ببيع الكهرباء للشبكة العامّة. أطلقت الشركة هذا المشروع التجريبي عام 2021.
بالعودة إلى كاليفورنيا، دخلت مؤسسة «سان دييغو غاز أند إلكتريك» في شراكة مع «نيوفي»، شركة متخصصة بالبرمجيات تساعد في تنظيم عمل هذه الأنظمة: على سبيل المثال، إذا كانت الحافلة التي تهمّ بالعودة للعمل على الطريق لا تملك الوقت الكافي للشحن، يمكنها رفض طلب مشاركة الطاقة.
وقدّمت المؤسسة مشروعاً جديداً ستدفع بموجبه لزبائنها التجاريين كمدرسة المقاطعة دولارين للكيلوواط الواحد مقابل نقل الطاقة إلى الشبكة العامّة في حالات الطوارئ كارتفاع الطلب على الكهرباء.
سيساعد البرنامج التجريبي المؤسسة في فهم كيف يمكن استخدام نظام الحافلات لدعم إنتاج الطاقة إلى جانب أساطيل أخرى من العربات الكهربائية كشاحنات التوصيل.
يقول روميرو إنّ شركته «تسعى لتطوير هذا المشروع على نطاق واسع. نحن نعي مستوى الكهرباء الذي تشهده صناعة النقل، لا سيّما في مجال الأساطيل الكبيرة. ونعلم أيضاً أنّ البطاريات في هذه الأساطيل تكون عادة أكبر بكثير من تلك الموجودة في العربات التي تنفّذ مهام خفيفة... من الواضح أنّنا على موعدٍ مع طفرة في مصادر الطاقة الموزّعة - أساطيل كبيرة تجوب الأرجاء ونحن نريد توظيفها في المستقبل».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.