دائرة مفرغة نعيشها بمجرد حلول فصل الصيف؛ فارتفاع درجات الحرارة الناتج عن التغيرات المناخية يدفعنا إلى استخدام أجهزة التكييف لفترات أطول من التي اعتدناها، وهو ما يساهم في تفاقم الأزمة، بفعل الكميات الهائلة من الطاقة التي تحتاجها إلى تشغيلها، وسط محاولات علمية للعثور على بدائل ذات أضرار بيئية أقل.
تلك الحلقة التي تحيط بالبشر كان لا بد من أفكار استثنائية لكسرها والخروج منها بشكل آمن؛ فهل من سبيل إلى ذلك؟
يشير مارك رادكا رئيس فرع الطاقة والمناخ في برنامج الأمم المتحدة للبيئة، إلى أن غالبية أجهزة التبريد المستخدَمة يجري الاستعانة في إنتاجها بمركبات الكربون "الهيدروفلورية"، التي تندرج ضمن غازات الاحتباس الحراري، إضافة إلى الكميات الكبيرة من الكهرباء التي تحتاج إليها.
وبحسب إحصائيات أممية، يمثل التبريد ما يقرب من 20% من الطاقة الكهربية المستخدمة في مباني العالم، وسط توقعات بارتفاع الرقم بفارق 3 أضعاف بحلول عام 2050.
صيف 2024
هناك أخبار سيئة أخرى تنتظرنا بسبب توقعات العلماء حول مستويات درجة الحرارة في 2024.
كلوي بريميكومب عالمة المناخ في جامعة "جراتس" بالنمسا، المتخصصة في دراسة الموجات الحارة، تتوقع أن ينافس عام 2024 العام الماضي على لقب العام الأكثر سخونةً منذ بدء تسجيل البيانات، حسبما نقل موقع "CNET".
ابتكار جديد
داخل جامعة ولاية بنسلفانيا الأمريكية، نجح الباحثون في التوصل إلى ابتكار جديد يمكن من خلاله تقليل الاعتماد على أجهزة التكييف التقليدية، وفقاً لدورية "cell reports physical science".
وابتكر العلماء جهازاً جديداً يتكون في الأساس من خلية شمسية، مُزوَّدة بتقنية التبريد الإشعاعي، التي يُقبِل العلماء على دراستها باعتبارها إحدى التقنيات التي لا يصدر عنها أيُّ انبعاثات كربونية.
ما التبريد الإشعاعي؟
ويشير مصطلح التبريد الإشعاعي إلى العملية التي تنطلق من خلالها الطاقة الحرارية للأجسام إلى الفضاء الخارجي، على شكل أشعة حمراء، دون ارتفاع درجة حرارة المحيط الموجودة به، وفقاً لموقع "Interesting Engineering".
الفريق عمل على استغلال تلك التقنية لتحقيق فائدة مزدوجة لتوليد الطاقة والتبريد معاً، بالتزامن مع محاولات خفض الانبعاثات الكربونية، ومواجهة ارتفاع درجة الحرارة في آن واحد.
وبحسب إحصائيات الوكالة الدولية للطاقة "IEA"، فإن هناك 2 مليار جهاز تكييف حول العالم، في الوقت الذي يمثل فيه التبريد 10% من حجم الطلب العالمي على الكهرباء.
يقول لينشياو تشو الأستاذ المساعد في جامعة ولاية بنسلفانيا والمتخصص في الهندسة الكيميائية، إنه خلال عملية التبريد الإشعاعي، تخرج الأشعة تحت الحمراء من قطعة زجاج شفاف يحتوي على نسبة قليلة من الحديد، وتمر عبر الغلاف الجوي دون زيادة درجة حرارة الهواء.
ورغم عدم مساهمة تلك التقنية مباشرةً في توليد الطاقة، فإن القدرة على خفض درجة الحرارة من خلالها قد يمثل بديلاً لأجهزة تكييف الهواء؛ ما يؤدي إلى تراجع كميات الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيلها.
ويواصل المبرد الإشعاعي الذي ابتكره الفريق عمله، بينما تقوم الخلية الشمسية الموضوعة أسفله في توليد الطاقة الكهربائية.
وتساهم الطاقة الشمسية الكهروضوئية بتوليد 4.5% من إجمالي حجم الإنتاج العالمي من الطاقة الكهربائية عالمياً، وتحتل المركز الثالث بعد الطاقة الكهرومائية، وطاقة الرياح في قائمة أنواع الطاقة المتجددة التي نستعين بها، بحسب إحصائيات الوكالة الدولية للطاقة "IEA".
ويشير براميت غوش باحث الهندسة الميكانيكية في جامعة ولاية بنسلفانيا، إلى أن الجهاز يمكنه العمل على مدى 24 ساعة.
وأظهرت التجارب التي أجراها الفريق أن الجهاز يمكنه خفض درجة حرارة الهواء المحيط بما يصل إلى خمس درجات مئوية خلال النهار، كما يمكن استخدام مراوح لضخ البرودة الناتجة، والحفاظ على درجة حرارة المبنى طوال اليوم.
الميزة الأساسية لذلك النظام هو أن هذا الجهاز لا يحتاج إلى مساحات إضافية، كما يمكن تثبيته على الأرض، أو على أسطح المباني، كما يحدث مع الخلايا الشمسية التقليدية.
