عن الطاقة البديلة (3)

محمود سلامة محمود الهايشة
(Mahmoud Salama Mahmoud El-haysha)

الحوار المتمدن-العدد: 2400 - 2008 / 9 / 10 - 00:59
المحور: الطب , والعلوم
    

• ففي حين كان كوكب الأرض داراً لبضع مئات الملايين من البشر فقط في بداية الثورة الصناعية، فإنه يأوي الآن نحو خمسة بلايين من الناس، يشغلون نحو بليون من المساكن، ويقودون 500 مليون مركبة، ويبذلون جهداً كبيراً، لإنتاج محاصيل زراعية أكثر ومنتجات صناعية متنوعة لزيادة رفاهيتهم(1).
• إن استخدام مساقط المياه لإنتاج الطاقة الكهربائية يتطلب تشييد خزان هائل للماء، الأمر الذي يتطلب بدوره نوعية من الأرض لها مواصفات خاصة، كما يجب أن تكون مهجورة. وبناء على تحليل معطيات الكهرباء المنتجة بهذه الطريقة على مستوى العالم، نجد أنه كي نحصل على 1000 مليون واط من الكهرباء، نحتاج إلى حوالي 400 كيلومتر مربع لخزان الماء(2). ومن الأمثلة على ذلك السد العالي جنوب مصر، وخزان ماء أسوان وبحيرة ناصر التي تعد أكبر بحيرة صناعية على مستوى العالم.
• طاقة الرياح مخففة للغاية، ولذلك فإن أجهزة التقاط الرياح ينبغي أن تكون كبيرة من اجل ملاحقة طاقة أضعف بكثير من الأرض. فلكي نحصل على 1000 مليون واط من قوة الرياح ، يجب علينا استخدام طواحين هواء قطرها 100 متر، كما يجب وضعها في أماكن عالية، حيث تهب الرياح بسرعة 30 كيلومتر في الساعة معظم الوقت. هذه المواقع ليست شائعة ، ونحتاج إلى مساحات أكبر لطواحين الهواء(3).
• فإذا تمكنت البشرية من استغلال ولو قدر ضغير من الإشعاع الشمسي الذي يسقط على سطح الأرض كل عام والذي يكافىء 178000 تيراواط سنوياً (أو نحو 15000 مرة قدر مورد الطاقة العالمي)(4) .. سوف تتمكن البشرية من حل مشكلاتها المتعلقة بالطاقة، حالياً ومستقبلاً(5).
• نحن نعرف أن بُعد الشمس عنا هو نحو 150 مليون كيلومتر وأن قطر الشمس يبلغ 1.4 مليون كيلومتر بينما قطر الأرض هو 12800 كيلومتر. أما كتلة الشمس فتوازي 330 ألف ضعف كتلة الأرض ويبلغ وزن الشمس: 1.986 × 3 كيلوغرام(6).
• وفي خلال فترة لا تتجاوز الثلاث ثوان، فإن طاقة الشمس المحررة تكفي احتياجات البشرية في غضون المائة عام القادمة(7).
• أن الكربون مادة حافزة، فهو يلتهم البروتونات من قلب الشمس ويغير من أوضاعها عدة مرات قبل أن ينتهي إلى الكربون والهليوم وإطلاق طاقة. ويتم استهلاك البروتونات بمعدل 5 ملايين طن في الثانية، على مدى كل يوم وسنة وقرن طيلة الدهور(8).
• يعتبر الحزام الشمسي للكرة الأرضية والذي نسقط عليه أكبر قدر من طاقة الشمسي هو تلك المنطقة التي تقع بين خطي عرض + 30 درجة شمالاً و – 30 درجة جنوباً بالنسبة لخط الاستواء، وهذه المنطقة تتعرض لساعات شمسية تتراوح بين 3000 إلى 4000 ساعة سنويا(9). أقصى معدلات الطاقة التي يمكن امتصاصها في هذه المناطق المثالية يتراوح بين 2000 و 2500 كيلوواط/ساعة لكل متر مربع سنويا، وهو ما يعادل 170 كيلوغرام من البترول(10).
• تتغير قيمة الثابت الشمسي حسب المسافة بين الأرض والشمس. يتخذ مدار الأرض حول الشمس شكلاً بيضاوياً مما يؤدي إلى تغير المسافة بينهما. ففي أوائل يناير، تبلغ حوالي 1.52 مليون كيلومتر. وينتج عن ذلك أن قيمة الثابت تتغير بحوالي 3.5% ما بين يناير ويوليو(11).
• عُقد أول مؤتمر دولي للطاقة الشمسية عام 1953 في ولاية أريزونا الأميركية.
• يتم تركيز أشعة الشمس بواسطة طبق ضخم قريب الشبه من أطباق الرادار المعروفة، ويتحرك الطبق أوتوماتيكياً مع حركة الشمس اليومية على محورين متعامدين. ويتم تركيز أشعة الشمس في بؤرة مركزية داخل تجويف الطبق فيها ماسورة يمر بها السائل المراد تسخينه وتصل درجة الحرارة إلى 1000 درجة ولهذا يصلح لإنتاج البخار المضغوط للعمليات الصناعية ولتوليد الكهرباء على المستوى الصغير(12).
• برزت الحاجة إلى ابتكار أجهزة للطبخ تعمل بالطاقة الشمسية، فعملية الطبخ تستهلك حوالي 80% من الطاقة في العديد من دول العالم النامي. ففي الهند، مثلاً، يستهلك سنوياً 150 مليون طن من الفحم و 52 مليون طن من الأخشاب و 36 مليون طن من المخلفات الزراعية والأعشاب في عملية إنضاج الطعام. هذه الـ 238 مليون طن تمثل 45% من الوقود المستهلك في الهند. وفي الحقيقة أن ثلث سكان العالم يستخدم الخشب من أجل الطهي(13).
• طباخات البخار الشمسية هي عبارة عن مجمع مسطح ذي طبقتين أو ثلاثة لامعة وفيها يتكثف البخار على سطح وعاء الطهي، وبالتالي تظل درجة الحرارة أقل من درجة الغليان. ويجب توجيه المجمع الشمسي نحو الشمس مرتين فقط في اليوم(14).
• استطاعت الطباخات الشمسية أن تحفظ حوالي 30 مليون طن من الخشب في الهند وحدها وانتشر استخدامها في العديد من دول العالم(15).
• ومازالت الطاقة الكهربائية المولدة بالأشعة الشمسية أغلى وأكثر تعقيداً من تلك التي نحصل عليها بالطرق التقليدية. إن إنتاج 500 ميغاواط من الكهرباء يحتاج إلى عاكس يتكون من مرايا تبلغ مساحتها نحو 2.5 كيلومتر مربع، يتوسط برج خاص ارتفاعه 450 متراً كي يستطيع أن يتلقى الطاقة المتجمعة في بؤرة العاكس(16).
• ويمكن صناعة الخلايا الشمسية بأشكال مختلفة (دائرية، مربعة، مسدسة)، وتتراوح مساحتها حوالي اسم مربع. أما سماكتها فلا تتجاوز 0.3 مليميتر(17).
• يعتبر غياب الأجهزة الوسيطة من مزايا التحويل المباشرة للطاقة الشمسية لإنتاج الطاقة الكهربائية، كما أن الكفاءة القصوى للخلايا الشمسية في توليد الطاقة الكهربائية تماثل كفاءة محطات الطاقة الشمسية الحرارية المستخدمة لذات الغرض. فالخلايا الشمسية الشائعة الاستعمال تعمل بكفاءة تتراوح بين 10 و 20%، أما الكفاءة القصوى المتوقعة في المستقبل فهي في حدود 25% وهي تعادل كفاءة محطات توليد الطاقة الكهربائية التقليدية تقريبا(18).

المراجع:
• د. يوسف خليل مظهر: "ترشيد الطاقة"، ضمن سلسلة تبسيط العلوم التي تصدرها الهيئة المصرية العامة للكتاب، 1986.
• د. بشر هاشم: "مبادىء الطاقة الشمسية"، مراجعة وتذييل: د. إبراهيم الشريدة، مؤسسة الكويت للتقدم العلمي، الطبعة الأولى، 1983.
• هال هيلمان: "الطاقة في عالم المستقبل"، ترجمة: د. علي عبدالجليل، مكتبة النهضة المصرية، القاهرة، 1978.

الهوامش:
(1) ديفز، ز.ج (1994): "طاقة من أجل كوكب الأرض"، مجلة العلوم ، المجلد 10، العدد 12 ديسمبر/كانون الأول، ص7.
(2) Window, B. (1979): "Solar energy. The Thermal Energy of The Future" In: Energy for Survival. Edited by Messel, H., Pergamon Press, p. 284.
(3) Window, B. : Ibid.,
(4) ديفز: مصدر سابق، ص5.
(5) مصطفى نبيل محمد: "الشمس ومستقبل الطاقة"، دار سعاد الصباح للنشر والتوزيع، الكويت؟، ط1، أيلول 1996، ص72.
(6) هربرت فريدمان (1966): "الشمس لا تنام"، مجلة المختار من ريدرز دايجست، عدد مايو، ص50.
(7) أرثر كلارك (1957): "لا تخافوا على مصير الشمس"، مجلة المختار من ريدرز دايجست، سبتمبر، ص56.
(8) فرانك كلوز (1994): "النهاية: الكوارث الكونية واثرها في مسار الكون"، ترجمة: مصطفى إبراهيم فهمي، العدد 191، من سلسلة عالم المعرفة، المجلس الوطني للثقافة والفنون والآداب، الكويت، ص133-135.
(9) محمود سري طه (1990): "الطاقة الجديدة والمتجددة: حاضرها ومستقبلها"، الهيئة المصرية العامة للكتاب، ص21.
(10) محمد ماهر محمود (1992): "الطاقة المتجددة ومجالات استخدامها في مصر خلال العشرين عاماً القادمة"، الهيئة المصرية العامة للكتاب، ص20.
(11) سعد يوسف عياش (1981): "تكنولوجيا الطاقة البديلة"، العدد 38 من سلسلة عالم المعرفة، المجلس الوطني للثقافة والفنوان والآداب، الكويت، ص182.
(12) محمد ماهر محمود (1992): "الطاقات المتجددة ومجالات استخدامها في مصر"، الهيئة المصرية العامة للكتاب، ص22.
(13) Gary, H.P. (1978): "Performance of Five Solar Cookers" In: "Sun, Mankind Future Source of Energy, Proceedings of The International Solar Energy Society Congress, New Delhi, India. Vol. 3, p. 1491.
(14) محمود سري طه (1990): "الطاقة الجديدة والمتجددة: حاضرها ومستقبلها"، الهيئة المصرية العامة للكتاب، ص112.
(15) Richard C. Dorf (1978): Energy Resources & Policy, Addison – Wasley Publishing Company, California.
(16) أحمد مدحت إسلام (1988): "الطاقة ومصادرها المختلفة"، مركز الأهرام للترجمة والنشر، القاهرة.
(17) حافظ قبيسي (1978): "مبادىء الطاقة الشمسية"، معهد الإنماء العربي، بيروت، لبنان، ص48.
(18) سعود يوسف عياش: مصدر سابق، ص261.

#محمود_سلامة_محمود_الهايشة (هاشتاغ)       Mahmoud_Salama_Mahmoud_El-haysha#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتبة انتصار الميالي حول تعديل قانون الاحوال الشخصية العراقي والضرر على حياة المراة والطفل، اجرت الحوار: بيان بدل	حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات