اندريك يعوض نيمار في منتخب البرازيل    "قوميز" يمنح لاعبي الفريق الفتحاوي إجازة 8 أيام خلال فترة التوقف الدولي    الكشافة يحققون أكثر من 26 ألف ساعة تطوعية في خدمة زوار المسجد النبوي خلال النصف الأول من شهر رمضان    أبرز العادات الرمضانية في بعض الدول العربية والإسلامية.. فلسطين    أكثر من 21 الف مستفيد.. "نور" تقدم برامج دعوية خلال أسبوعين من رمضان    مشروع الأمير محمد بن سلمان لتطوير المساجد التاريخية يجدد مسجد العظام ويحفظ تاريخًا يمتد إلى 14 قرنًا    النصر يتغلّب على الخلود بثلاثية في دوري روشن للمحترفين    في الوقت القاتل .. ضمك يخطف فوزاً ثميناً من القادسية    ضبط (23865) مخالفاً لأنظمة الإقامة والعمل خلال أسبوع    البحرين تطلق القمر الصناعي "المنذر" في إنجاز وطني غير مسبوق    من العقيدة إلى التجربة.. قراءة في أنسنة الدين    الوحدة يتغلّب على الخليج بثنائية في دوري روشن للمحترفين    ( التطلي) والذكريات الرمضانية    المركزي الروسي يرفع سعر الروبل أمام العملات الرئيسية    أمطار رعدية غزيرة وجريان للسيول في عدة مناطق بالمملكة    جمعية الأسر الاقتصادية تطلق هويتها الجديدة    زلزال بقوة 5.4 درجات يضرب شبه جزيرة ميناهاسا في إندونيسيا    واشنطن تطرد سفير جنوب إفريقيا    الدفاع المدني يكثف جولاته التفتيشية بالمدينة خلال رمضان    قصر ضيافة ومباني فندقية وسكنية في مزاد "جود مكة"    إنجاز سعودي في الأولمبياد الشتوي الخاص    ولي العهد يهنئ السيد مارك كارني    "ستاندرد آند بورز" ترفع تصنيف المملكة الائتماني عند "A+"    تفعيل مبادرة صم بصحة في فعالية إفطار حي خضيراء الجماعي    إفطار رمضاني يجمع صحافيي مكة على إطلالة البيت العتيق    فيديو.. غضب رونالدو بسبب استبداله أمام الخلود    طويق جازان في مبادرة إفطار مرابط بالحد الجنوبي    20 جولة تبخير وتطييب للمسجد الحرام يوميًا خلال رمضان    السفير المناور يرفع الشكر للقيادة بمناسبة تعيينه سفيرًا لدى المكسيك    الكشافة يقدمون خدماتهم لزوار المسجد النبوي    تحقيق أممي: الاحتلال يرتكب جرائم إبادة جماعية بحق الفلسطينيين    المملكة ترحب باتفاق ترسيم الحدود بين جمهوريتي طاجيكستان وقرغيزستان    وفاة الأميرة نورة بنت بندر آل سعود    أمير منطقة المدينة المنورة يطلق حملة "جسر الأمل"    إطلاق 16 كائنًا فطريًا في محميات العلا    اكثر من 100 معاملة يتم إنجازها يومياً بالمنطقة عبر مبادرة الفرع الافتراضي    جمعية العناية بالمساجد " إعمار " تنفذ برنامج " سقيا المصلين "    أمانة القصيم تُعلن جاهزيتها لانطلاق مبادرة "بسطة خير السعودية"    قطاع ومستشفى بلّحمر يُنفّذ حملة "صُم بصحة"    قطاع وادي بن هشبل الصحي يُفعّل حملة "صُم بصحة"    "بسطة خير السعودية" تنطلق لدعم 80 بائعًا متجولًا بالشرقية    نائب أمير منطقة مكة يرأس اجتماع لجنة الحج المركزية    نائب أمير منطقة مكة يستقبل رئيس المحكمة الجزائية بجدة    محافظ الطائف يناقش تقرير لجنة الأسواق الشعبية    جامعة الملك عبدالعزيز تحتفل بيوم العلم السعودي بسباق "راية العز"    جامعة أمِّ القُرى تحتفي بيوم العَلَم    طيبة الطيبة.. مأرز الإيمان    العلا.. تضاريس ساحرة ونخل باسق    عَلَم التوحيد    مكة في عهد يزيد بن عبدالملك بن مروان.. استقرار إداري رغم التحديات السياسية    المشي في رمضان.. رياضة وصحة    نصائح لمرضى الكلى في رمضان.. يجب الالتزام بأساليب التغذية السليمة    الصين تتفوق عسكريا على أمريكا    خناقة بمسجد!    مباحثات جدة الإيجابية "اختراق كبير" في الأزمة الروسية الأوكرانية    فرع هيئة الصحفيين بجازان يحتفي بيوم العلم السعودي بالتعاون مع فندق جازان ان    تعهد بملاحقة مرتكبي انتهاكات بحق وافدين.. العراق يعيد مواطنيه من «الهول» ويرمم «علاقات الجوار»    مشروع الأمير محمد بن سلمان يحافظ على هوية مسجد الجامع في ضباء    







شكرا على الإبلاغ!
سيتم حجب هذه الصورة تلقائيا عندما يتم الإبلاغ عنها من طرف عدة أشخاص.



أحدها يتخذ شكل سلم هواء متحركپ. توربينات طائرة تنتج كهرباء في أعالي الغلاف الجوي قريباً
نشر في الحياة يوم 31 - 07 - 2011

بداية من طواحين الهواء التي ساهمت في ثورة الزراعة والغلال في أوروبا، مروراً بتوربينات توليد الكهرباء بطريقة نظيفة بيئياً، لم ينقطع البشر عن التفكير بالرياح باعتبارها مصدراً لطاقة ضخمة. ولعل الأكثر جدّة في هذه السلسلة، أفكار عن الاستفادة من جنون الريح حتى حين تكون على ارتفاعات شاهقة فوق الغيوم، بمعنى أنها تطمح للسيطرة على الريح وعصفها في مساحات تعلو سطح الأرض بآلاف الأمتار! ربما بدا للبعض أنها أفكار تلامس الجنون، أو أنها أقرب لأن تكون ضرباً من الخيال العلمي. وببساطة، ليس الأمر كذلك، بل يتعلّق بمشاريع علمية لها طابع عملاني إلى حدّ أن بعضها شرع في التحقّق فعلياً.
من شراع البحر إلى"زراعة"السحاب
منذ ما يقرب 5500 سنة، وضع الأقدمون أشرعة على زوارقهم وعبروا بها الأنهر والبحار. ومع تطوّر آلاتهم الميكانيكية، استثمروا طاقة الرياح لأكثر من ألفي عام في طحن الحبوب وضخ المياه من الآبار والينابيع.
ومع تطور وسائل إنتاج الكهرباء وتوزيعها، وجد البشر تطبيقات جديدة للطاقة المنتجة من الرياح. إذ أناروا المباني بعيداً من مركز توليد الطاقة، مع الإشارة إلى أن أول مولّد كهربائي يعمل بطاقة الريح ظهر في بريطانيا عام 1887.
وحاضراً، تعمل مولّدات كهربائية متفاوتة الحجم، استناداً إلى قوة الرياح. وتتراوح أحجامها بين الأجهزة الصغيرة التي تنتج أقل من كيلوواط/ساعة من الكهرباء كي تستعمل في شحن البطاريات في البيوت، الى منشآت كبيرة ترفد الشبكات الوطنية بأكثر من ميغاواط/ساعة =مليون واط/ساعة من طاقة الكهرباء.
في الواقع، ليست الريح سوى طاقة شمسية متجوّلة، إذ يتحوّل 0,5 في المئة من اشعة الشمس التي تخترق الغلاف الجوي طاقة تحرّك جزيئات الهواء.
وتغدو هذه الطاقة قابلة للاستخدام بسبب عدم توزّعها بالتساوي على امتداد الارض وغلافها الجوي، مع تركزها في تيارات هوائية شديدة ومتفرّقة.
في المقابل، يؤدي هذا الأمر إلى جعلها طاقة صعبة المنال لأن تيارات الهواء العاتية القوة، التي يمكن التعويل عليها لإنتاج كميات ضخمة من الطاقة، إنما تتحرك عالياً جداً فوق سطح الأرض، في أعالي طبقة التروبوسفير.
في حساب أوّلي لتوزيع طاقة الهواء في الغلاف الجوي، أجرى الفيزيائي كن كالديرا من"مؤسسة كارنجي"في واشنطن، دراسة شاملة أخذت بالحسبان مؤشّرات مثل خطوط الطول وخطوط العرض والارتفاع والفصول وغيرها. واستنتج كالديرا أن المخزون الرئيسي لطاقة الهواء يتموضع عند ما سمّاه"نهر الرياح"على ارتفاع قرابة 10 كيلومترات، في مساحة تمتد بين خطي العرض 20 درجة و 40 درجة، في النصف الشمالي من الكرة الارضية.
ففي سماء الولايات المتحدة وأوروبا والصين واليابان، وهي دول تقدر فعلياً على الاستثمار في هذا المجال، تزمجر طاقة الرياح بقوة تراوح بين 5 آلاف واط/ساعة الى 10 آلاف واط/ساعة في المتر المربع.
وهذا يعني أن نشر مراوح هواء مناسبة على مساحة 100 متر مربع في أعالي التروبوسفير، يعطي طاقة كهرباء تصل إلى قوة ميغاواط/ساعة!
بالمقارنة مع طاقة الشمس، فعلى هذا الارتفاع يعطي الضوء طاقة تصل الى 1500 واط/ساعة في المتر المربع. وبقول آخر، يحتاج الأمر إلى نشر ألواح شمسية على مساحة ألف متر مربع على ذلك الارتفاع لإنتاج ميغاواط من الكهرباء. وينخفض مستوى"نهر الرياح"المتدفق أحياناً، إلاّ أنه لا يتوقف أبداً.
فإذا كان باستطاعة الرياح ان تضيف ملايين الميغاواط/ساعة الى بنك الطاقة على الأرض، فلا بد من ان يبتكر المهندسون طرقاً ممكنة وبكلفة معقولة بهدف استخراج كنز الطاقة من ذلك المنجم الهوائي الكبير. وقد بدأ العمل جدّياً على تطوير تصاميم لمولدّات هواء تحلّق على ارتفاعات شاهقة.
طاقة مفردة بمشاريع متنوّعة
عملت شركة"ماجن باور"الكندية في أوتاوا مقاطعة أونتاريو على تصميم توربين كهربائي هوائي طائر، أخف من الهواء، سمّته"مارس"MARS، اختصاراً لعبارة Magenn Air Rotor System. ويعد بحل مشكلة الطاقة في أي مكان، وفق رأي مهندسي الشركة.
ووفق هذا التخطيط، يُرفع"مارس"في الهواء الى ارتفاع ألف قدم قرابة 330 متراً بواسطة مناطيد صغيرة مملوءة بغاز الهيليوم، ويبقى مربوطاً الى الأرض بواسطة كوابل قوية ومرنة. وإذ يدور التوربين حول محور أفقي تحت تأثير الريح، تتولّد طاقة كهرباء في السماء، ثم ترسل الى الأرض عبر الكوابل. ويمكن التحكّم بحجم مناطيد الهيليوم ليتسنّى حمل المولّد والارتفاع به إلى ما يفوق كثيراً الأبراج المعروفة لتوربينات الرياح.
كما صُمّم اتجاه دوران"مارس"بحيث يُستفاد من"مفعول ماغنوس"Magnus Effect كي يعطي شدّاً إضافياً نحو الأعلى، للإسهام في تموضع التوربين فوق مكان الربط وحفظ استقراره. والمعلوم أن"مفعول ماغنوس"جرى اكتشافه في القرن التاسع عشر من جانب العالم هنريتش غوستاف ماغنوس 1802- 1870. ويشير إلى قوة ترافق دوران أي كرة تتحرك بسرعة في الهواء، وتؤدي إلى"شفطها"الى الأعلى، ما يسبب انزياحاً في مسار هذه الكرة. ويظهر أثر"مفعول ماغنوس"في ألعاب مثل كرة الطاولة والسلة والقدم، إضافة الى أثره في مسار قذائف المدفعية وغيرها.
ويتميز مولّد الهواء الطائر بكثير من المواصفات، إذ يعمل ليلاً ونهاراً، وفي ظروف المناخ كلها. كما لا يحتاج الى مكان مخصّص لعمله. وعند تفريغه من الهيليوم، ينزل إلى الأرض، وينقل بسهولة من مكان الى آخر. ولا تحتاج عملية إعادة رفعه إلى رافعات او أبراج، بل يكفي أن تُملأ مناطيده الصغيرة بالهيليوم كي يحلّق مولّد"مارس"مجدداً، ويستخرج الكهرباء من"نهر الرياح". ولا يتسبب بضوضاء تذكر. ويعمل في الهواء بسرعات تتراوح بين 6 كيلومترات و90 كيلومتراً في الساعة. هذا إضافة الى صداقتها مع البيئة. وحتى لو ارتفع"مارس"فوق ممرات الطيور، فإنه لا يؤذيها، كما لا يتسبب بانبعاث غازات تلوّث مضرّة بالبيئة.
ولزيادة سهولة استخدام"مارس"، يمكن الاستعانة بطائرة هيلوكبتر لرفعه جواً. ومن المستطاع اللجوء الى هذه الطريقة لنصب مولّد"مارس"فوق مناطق الكوارث الطبيعية، كي يؤمن كهرباء لأعمال الإنقاذ والطوارئ والمستشفيات الميدانية، وكذلك الحال بالنسبة الى تأمين طاقة كهربائية في المناطق القطبية النائية والمناجم البعيدة.
سُلّم الهواء!
تخطط"ماجن باور"للبدء ببيع مولّدات هواء من نوع"مارس"في العام المقبل. وقد صنعت نموذجاً أولياً منه بحجم حافلة نقل ركاب. ويرتفع 122 متراً في الهواء. وينتج 4 كيلواط/ساعة من الكهرباء. ويُقدّر أن ثمنه يقارب عشرة آلاف دولار، وفق مخططات هذه الشركة.
في المقابل، لا تزال الإنجازات الكبرى لاستخراج طاقة الهواء في الأعالي، عند بداياتها، بمعنى أنها في مرحلة الوعود. إذ أعلنت شركة"ماجن باور"أيضاً، أنها في صدد صنع مولّد آخر تصل طاقته إلى 1,6 ميغاواط/ساعة. ويرتفع الى مسافةٍ أعلى بكثير من مولّد"مارس"الصغير نسبياً، إذ يبلغ حجم ملعب كرة قدم عالمي. ويجرى قطاف طاقة الريح على ارتفاع قرابة 10 كيلومترات، بإستخدام شفرات تماثل ما تملكه الطائرة المروحية. وتتصل هذه الشفرات بتوربينات كبيرة لتوليد للكهرباء. ويحلق هذا التجهيز الطائر بواسطة بالونات كبيرة من الهيليوم الخفيف. وقد سعت الشركة المصنّعة لتأمين 4 ملايين دولار كتمويل لنموذج اختباري أولي يصل ما يولّده من الكهرباء إلى 250 كيلواط/ساعة.
ثمة أفكار اخرى ما زالت في مرحلة التجارب الأولى، مثل"سلّم الهواء"الذي طرح فكرته رجل الفضاء وُبّو أوكّلز وطلابه في جامعة"دلفت للتكنولوجيا"في هولندا. يتحرّك سلّم أوكلز في الهواء صعوداً وهبوطاً بأثر من ميلان درجاته وهي بالونات مملوءة بالهيليوم، أثناء تحركها عمودياً. ويتصل هذا السلّم المتحرك هوائياً مع مولّد ثابت على الأرض، ما يؤدي الى توليد الكهرباء.
وبغض النظر عن نوعها، يصعب التكهن بمدى ثبات مولّدات الكهرباء الهوائية في الغلاف الجوي، ومدى تأقلمها مع الأعاصير والاضطرابات الجوية وضربات الصواعق والشُهب وغيرها. وقد تكون الكلفة العالية لصيانة هذه المولّدات عائقاً أمام نجاحها!
كما ان مولّدات الهواء تكون محكومة بأن يُنسّق عملها باستمرار مع حركة الطيران، كي تتجنّب حوادث الارتطام بالطائرات. ويفرض ذلك أيضاً ضرورة سنّ قوانين مناسبة لعملها.
وأخيراً، تبدو فكرة صنع مولّدات هوائية تحلّق على ارتفاعات شاهقة كي تلتقط طاقة الرياح وتحوّلها الى كهرباء، منسجمة مع معطيات الثورة التكنولوجية المعاصرة، كما تطرح على المهندسين ورجال العِلم تحديات من نوع جديد.
* أكاديمي لبناني


انقر هنا لقراءة الخبر من مصدره.