طالبات في «التكنولوجيا التطبيقية» يبتكرن مشاريع صديقة للبيئة

شاركت طالبات في ثانوية التكنولوجيا التطبيقية فرع العين في مسابقة الطاقة المتجددة التي نظمتها جامعة الإمارات مؤخراً، بثلاثة مشاريع من بينها مشروعان أطلق على أحدهما اسم البيت الشمسي، بينما سمي المشروع الثاني بمشروع الطاقة الكهرومائية الشمسية. واعتمد المشروعان على فكرة المشاريع الصديقة للبيئة التي تركز على الطاقة النظيفة بوصفها حاجة ماسة ومتطلبا أساسيا لمستقبل مشرق يحفظ الأرض للجيل الصاعد. غدير عبدالمجيد (العين) - مستواهن الأكاديمي والفكري يفوق أعمارهن بكثير، فلولا أنهن طالبات مبدعات ويحظين بتعليم وتوجيه متميزين لما استطعن أن ينافسن طلبة الجامعات في مسابقة الطاقة المتجددة التي أطلقتها منذ فترة جامعة الإمارات، حيث شاركت مجموعة من طالبات ثانوية التكنولوجيا التطبيقية فرع العين بثلاثة مشاريع مبتكرة صديقة للبيئة، وكن الوحيدات من فئة طلبة المدارس. الاحتفاظ بالطاقة قامت الطالبات شيرينا فارس، وإيمان خليفة، وصفية محمد وخديجة مطر من الصف الثاني عشر، تخصص هندسة طاقة، بابتكار وتصميم مجسم لبيت تستخدم فيه الطاقة الشمسية لتوليد جميع أنواع الطاقة اللازمة لتشغيل أجهزة البيت الكهربائية وأسمينه «البيت الشمسي». عن ماهية هذا البيت ومبدأ عمله والمواد المستخدمة فيه، تقول رئيسة الفريق الطالبة شيرينا فارس «البيت الشمسي هو نموذج لبيت صنعنا أرضيته من الخشب، وجدرانه من الفلين، وثبتنا على أسطحه ألواح خلايا شمسية مهمتها الاحتفاظ بالطاقة الضوئية التي يتم امتصاصها من أشعة الشمس خلال النهار، وتتصل هذه الخلايا بمصابيح تنير تلقائياً بمجرد انعدام ضوء النهار مستمدة طاقتها من الطاقة المخزنة داخل الخلايا الشمسية المتصلة بها، بشكل يحاكي مبدأ عمل مصابيح الإنارة الموجودة في الشوارع والطرقات». وحول مكونات البيت الشمسي، توضح «ثبتنا خلايا شمسية أخرى على سطح المنزل ووصلناها بجهاز (آي بود) لتقوم بمده بالطاقة اللازمة لتشغيله، وقمنا بتوصيل خلية شمسية كبيرة ببطارية ومحول كهربائي للاستفادة منها في توليد طاقة كهربائية كافية لتسخين مياه موجودة في سخان مياه». وتشير الطالبة إيمان خليفة إلى أنه تم الاستدلال على الطاقة المتولدة باستخدام أجهزة متوافرة في مختبرات ثانوية التكنولوجيا التطبيقية مثل الموسع الحراري والذي تم توصيله بمجس حراري، ومجس آخر لقياس فرق الجهد المتولد وذلك للاستدلال على درجة حرارة المياه وفرق الجهد المستخدم. وتبين الطالبة صفية محمد بعض مكونات البيت الشمسي الأخرى، والتي تضم مجسم لتوليد الطاقة الحرارية أو تبريدها (مكيف ثنائي التشغيل) قمن بصناعته من مروحة وصفائح معدنية من الألمنيوم تم استخراجها من جهاز كمبيوتر قديم (جزء الهاردوير)، كما تمت صناعة مجسم لميكرويف عبرن عنه بضوء، وتم توصيل شاحن للهاتف الخلوي، الأمر الذي يظهر أنه تم توليد أنواع مختلفة من الطاقات المستخدمة في المنازل باستخدام الطاقة الشمسية وهي بحسب صفية طاقة حرارية وكهربائية وحركية. مبادئ ومهارات تلفت الطالبة خديجة مطر إلى أنهن كفريق طبقن عبر مشروع البيت الشمسي مبادئ درسنها ومهارات تعلمنها في تخصصهن لهندسة الطاقة، كما ساعدهن كثيرا وجود الشخص المسؤول عن وضع مناهج الفيزياء من حيث تطبيق المبادئ الفيزيائية التي تعلمنها إلى واقع عملي، بالإضافة إلى مساعدة مشرفة مختبر الفيزياء التي أشرفت على الجانب التقني للمشروع. شهر واحد استغرقته عملية بناء البيت الشمسي من قبل الطالبات، اعترضتهن خلاله مجموعة من الصعوبات. عنها يقلن «واجهنا تحديات في بناء مجسم المكيف وذلك لأنه ثنائي التشغيل ولم ننجح في بنائه إلا بعد عدة محاولات، وذلك بسبب وقوعنا في بعض الأخطاء التقنية التي كانت إما في التوصيلات أو نتيجة عدم ملاءمة حجم الجهاز أو المكيف مع المنطقة المخصصة له داخل البيت الشمسي، بالإضافة إلى صعوبات في لحم الجزئيات الدقيقة المتعلقة بالمصابيح (LED)، وهي مصابيح ثنائية الانبعاث، كما كانت عملية التأكد من أن جميع أجهزة المنزل متصلة بتناغم مع الخلايا الشمسية وتعمل بفعالية مع الحرص على عدم وجود جهد كهربائي أكبر من سعة الأجهزة المتصلة الأمر الذي تطلب الكثير من الدقة والمهارة والتركيز». ويضفن «لأننا علمنا متأخرين عن المسابقة كنا في صراع مع الوقت حيث استلزم المشروع جهدا ووقتا كبيرين اختصرناهما في شهر، فشعرنا بإرهاق شديد حيث كنا نواصل العمل في المشروع بعد ساعات الدوام الرسمي ونبقى لساعات من أجل إنجاز المشروع، واضطررنا للحضور يوم الجمعة لإجراء اللمسات الأخيرة على المشروع». مصادر متجددة مشروع توليد الطاقة الكهرومائية الشمسية هو المشروع الثاني الذي شارك في مسابقة الطاقة المتجددة في جامعة الإمارات، وقامت به الطالبات وجدان العلوي، وموزة الشامسي، وصفية النقبي، ودانة القايد، وسلمى الظفاري من الصف الحادي عشر- تخصص علوم هندسية. عن فكرة المشروع، تقول رئيسة الفريق الطالبة وجدان العلوي «يقوم مشروعنا على فكرة إعادة تدوير المياه المستخدمة في المنازل عبر استغلال طاقة الوضع الجاذبية، وذلك بتحريك توربينات تولد طاقة كهربائية وبمساعدة خلية شمسية تعمل على تعزيز الطاقة الكهربائية المنتجة». وتتابع «تخرج المياه المستخدمة من المباني عبر أنابيب إلى أحواض تعمل على تصفيتها من الشوائب الموجودة فيها باستخدام فلترات، ومن ثم يخرج الماء المفلتر ويندفع بفعل قوة الجاذبية إلى توربينات تولد عملية دورانها طاقة حركية تتحول إلى طاقة كهربائية، مع تعزيزها بخلية شمسية تعمل على تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية وحركية وحرارية وضوئية، واستخدمنا للاستدلال على هذه المخرجات للطاقة بمجسم لبناء فيه تلفزيون معبر عنه بالصوت والضوء ومروحة لتعبر عن الحركة أو الطاقة الحركية، ومحمصة خبز تعبر عن إنتاج طاقة حرارية». وعن المواد التي تم استخدامها في بناء نموذج المشروع، تقول الطالبة موزة الشامسي «استخدمنا فلينا لبناء قاعدة النموذج ولبناء المبنى، ومحولا كهربائيا للطاقة من 20 فولت إلى 220 فولت، وأسلاك توصيل، وخلية شمسية قدرتها 80 واط، ومصابيح كهربائية، ومضخة مياه، ونموذجا مصغرا لتوربين، وأنابيب بلاستيكية لتمر فيها المياه، واستعنا بكتب متعلقة بمصادر الطاقة المتجددة متوافرة في مركز التعليم المستمر في المعهد». وتلفت الطالبة صفية النقبي إلى أنهن كفريق استخدمن عدة مهارات في تصميم وبناء المشروع وتتمثل هذه المهارات بمهارات يدوية استعن بها في بناء وتصميم النموذج الخاص بالمشروع، ونظريات هندسية وفيزيائية تعلمنها في الصف العاشر والحادي عشر قمن بتطبيقها عمليا من خلال المشروع». وتلخص الطالبتان دانة القايد وسلمى الظفاري الصعوبات التي وقعن فيها أثناء بناء المشروع واختباره، قائلة «الطاقة المنتجة كانت أكبر من استيعاب بعض الأجهزة المستخدمة كمصابيح الإنارة ومصابيح التلفاز ما أدى إلى احتراقها، وحللنا المشكلة عبر تصحيح عملية التوصيلات دون اللجوء للعبث بالبطارية التي تم تخزين الطاقة الكهربائية فيها، بالإضافة إلى أننا واجهنا صعوبة في الحصول على كمية طاقة وضع جاذبية كافية في المبنى متعدد الطوابق، وتحويلها إلى طاقة حركية قادرة على تحريك التوربينات وقمنا باستخدام بديل يعرض نموذجا يفي بالغرض».