الفيزياء و مصادر الطاقة

في هذه المقالات، سأبين لك عزيزي القارئ كيف ترتبط الفيزياء -بمختلف فروعها (مواد، نووية، طاقة متجددة، جسيمات أولية، فلكية، طبية، إلخ)- بحياتنا، و كيف أدى التقدم في علم الفيزياء إلى الرقي بالأمم حضاريا و فكريا و اقتصاديا و تقنيا و عسكريا!

هل يبدو هذا مبالغ فيه؟ ربما، غير أننا إذا علمنا أن الهدف من الفيزياء هي دراسة الطبيعة و تفسير ظواهرها و ربط بعضها ببعض، و الاستفادة منها في تطبيقات تفيد البشرية؛ فربما أننا سنتأكد أن ارتباط الفيزياء بكل شيء مادي في حياتنا ليس مبالغا فيه.

لن ألتزم بتسلسل تاريخي، بل سأتحدث عن الطاقة الشمسية، التي تعد مصدرا لا ينضب للطاقة -نظرا لعمر الإنسان القصير مقارنة بعمر الشمس-.

تبدأ القصة من عند النفط. إذ إننا نعلم أن النفط له فوائد كثيرة. فالكهرباء و السيارات و الطائرات و المصانع تعمل بشكل مباشر أو غير مباشر من خلال استخدام النفط. غير أن النفط يتسم بمعايب كثيرة و خطيرة. منها أنه يسبب التلوث الجوي المؤدي إلى تغير مناخ الأرض فيما يعرف بالاحتباس الحراري، بالإضافة إلى كونه مصدر قابل للنضوب في أي زمن ما بين ٤٠ إلى ١٠٠ سنة من الآن. فضلا عن تسببه في عدد من الحروب!

و هذا ما دعا العلماء إلى البحث عن مصادر بديلة للطاقة، تغنينا عن النفط.

لذلك، فإن علماء الفيزياء، عملوا حتى توصلوا إلى طريقة لاستخدام مواد خاصة تسمى بأشباه الموصلات -كالسيليكون و الجرمانيوم و غيرها من عناصر و مركبات كيميائية- في تحويل جزء من طاقة الشمس التي تسقط على ذلك النوع من المواد إلى كهرباء. و هذه المواد تُركـَّب فيما يسمى الخلايا الشمسية. و على الرغم من المصاعب التي تواجه هذا المجال البحثي الذي يهدف في النهاية إلى الوصول إلى أعلى كفاءة لنقل أكثر الطاقة الساقطة من الشمس على الخلايا الشمسية إلى كهرباء دون فقدٍ كبيرٍ لتلك الطاقة. و الذي قد يحصل بسبب القصور التقني لتلك الخلايا الشمسية.

في وقتنا الحاضر، توفر كثير من الشركات في الدول الغربية خدمة تركيب منظومة شمسية في البيوت و المباني التي تريد أن تستبدل الطاقة الشمسية بالكهرباء المتولدة عن مولدات الكهرباء التابعة للدولة أو لشركات الكهرباء. و هي و إن كانت باهظة الثمن بعض الشيء فإن انتشارها فيا لمستقبل سيؤدي حتما إلى خفض أسعارها لتتوفر لأكثر الناس.

بالطاقة الشمسية، نستطيع أن نترك الاعتماد على شركات الكهرباء على الإطلاق. غير بعض الأمور التقنية و الفنية التي ربما نحتاجها في أول الأمر أو بعد كل خمسة عشر عاما -و هو متوسط عمر الخلايا الشمسية-. إذ نعتمد في تشغيل الإضاءة و التكييف و التلفاز و الهاتف و جميع الأجهزة الإلكترونية و الكهربائية في المنزل على طاقة الشمس.

قد يسأل ساءل: ماذا عن الليل؟ و الجميل أن المنظومة الشمسية تشتمل على أجهزة تخزين للطاقة -كالبطاريات- التي تقوم بمهمة تزويد المبنى بالطاقة الكهربية في الليل.
و قد يسأل ساءل: ماذا عن المناطق التي تكثر فيها السحب؟ و الإجابة هي أن الخلايا الشمسية لا تحتاج للتعرض المباشر لأشعة الشمس.

الاستفادة من الطاقة الشمسية هي من بنات أفكار علماء الفيزياء التطبيقية. و امتدت دراسته إلى الهندسة التي تهتم بتصميم الدوائر و التركيبات باعتبارها أجزاء رئيسة في عملية استغلال الطاقة الشمسية. و العلماء في سعي حثيث لتطوير هذه التقنية حتى تصبح بديلا تاما للنفط في المستقبل القريب إن شاء الله.

أخيرا، إن كان ينبغي لنا باعتبارنا دولة مصدرة للنفط أن نخشى من شيء فهو أحد أمرين: إما نضوب النفط قبل أن نطور تقنيات بديلة للحصول على الطاقة، أو وصول الغرب إلى التقنيات التي تسمح لهم بالتخلي التام عن النفط!

رأي واحد على “الفيزياء و مصادر الطاقة”

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.