الثلاثاء، 4 ديسمبر، 2012

• الطاقة البديلة النظيفة في خدمة العالم



          كيف يمكننا الحصول على الطاقة من مصادر نظيفة لا تسبب تلوثا للبيئة؟ سؤال بقدر ما هو كبير فإنه عظيم وجليل، ويضفي الأمان على المستقبل... ويحثنا دومًا على النهوض بواقع بيئتنا، والبحث عن آليات جديدة لتحقيق ذلك...، وعرض لأهم التجارب العربية والعالمية في إنتاج الطاقة البديلة والنظيفة، وطرق استخدامها مستقبلًا في العمارة، بغية الحفاظ على الكرة الأرضية نظيفة، وإصحاح البيئة، وبالتالي مستقبل البشرية.

          تم التوجه إلى استخدام مصادر بديلة لإنتاج الطاقة الكهربائية في كثير من الدول المتقدمة بعد ظاهرة الاحتباس الحراري. ومن أهم هذه الطاقات التي لا تصدر منها أي ملوثات ضارة للبيئة: الطاقة الشمسية، طاقة الرياح، الطاقة المائية، الطاقة الحرارية الأرضية، طاقة المد والجزر.
معالجات تصميمية لتحقيق الاستدامة على مستوى الأبنية المعمارية
          نتيجة لدور العمارة البارز في تكوين البيئة المحيطة وما تسببه من بعض المشكلات والسلبيات أصبح من الواجب على المعماري أن يثبت دوره ويساهم في نشأة عمارة بيئية صحية لا تتنافر مع الظروف المحيطة بها، ولكن تستخدمها لمصلحتها.
          التصميم البيومناخي: يعد ثمرة التفاعل الكامل بين الإنسان والعوامل البيئية من حوله وفريق التصميم البيئي بقيادة المهندس المعماري، وهي تلك العمارة التي تحقق للإنسان الحد الكافي من متطلباته البيئية والحد الأدنى من التلوث البيئي، والحد المقبول من الشروط الصحية اللازمة لمعيشته.
          والحقيقة أنه نظرا للوضع الراهن والأزمة الاقتصادية وارتفاع أسعار النفط ونقص مخزون موارد الطاقة غير المتجددة بدأت الأنظار تتجه - كما ذكرنا سابقا - نحو عمارة صديقة للبيئة لا تعتمد على مثل تلك الموارد، ومن ثم تم التوجه إلى التفكير في كيفية جعل مثل تلك المباني صديقة للبيئة، وذلك عن طريق استخدام مصادر الطاقة السالبة، حيث تقلل من استهلاك الطاقة بقدر الإمكان، ما يؤدي إلى مستقبل مستدام.
          ومن هنا جاء مفهوم ناطحات السحاب البيومناخية وهي: ناطحات السحاب التي شكلت هيئتها البنائية عن طريق التصميم واستخدام تقنيات الطاقة السالبة لربط مناخ الموقع وبيانات الأرصاد الجوية، فتنتج عنه مبان عالية متفاعلة مع البيئة من حيث استهلاك أقل للطاقة. وتقليل استهلاك الطاقة على مدار عمر المبنى، حيث يمكن ان تصل من 30 -60% عن طريق استخدام الطرق السلبية بدلا من استخدام الطرق الميكانيكية والكهربية. وهناك فوائد عديدة لإدخال النبات والمواد العضوية إلى الواجهات والفراغات تحققها هذه العملية ومن أهمها:
          موازنة المادة غير العضوية المتمثلة في تركيز البناء الكثيف لناطحة السحاب، وذلك عن طريق إدخال مواد عضوية، مما يحسن النظام البيئي.
          واستخدام النباتات في واجهات المبنى يعزز جماليات ناطحة السحاب كهيكل مزين بالنبات. بجانب تظليل الفراغات الداخلية والحوائط الخارجية تقلل أيضا من انعكاس الحرارة على المبنى، ما يوفر استجابات مناخية مصغرة فعالة في واجهات المبنى.
          وتقوم النباتات بامتصاص أول وثاني أكسيد الكربون (خاصة من انبعاثات السيارات)، وتطلق الأكسجين بالتركيب الضوئي، ما يخلق بيئة مصغرة أكثر برودة وصحة داخل وحول واجهة المبنى. ويمكن أن تعمل النباتات كستائر بصرية ومشتتات صوت. تساعد النباتات على ترقيق الأسطح المعمارية الصلبة وإعطاء نسيج للأسطح غير المحددة.
          وكمثال على ناطحات السحاب البيومناخية لدينا ناطحة سحاب في ماليزيا كوالالمبور حيث تتألف من 19 طابقا وهي من أوليات المباني التي اتبعت في تصميمها هذه المبادئ.
البيت الذكي .. مفهومه أهميته البيئية
          يعتبر البيت الذكي تطبيقا على العمارة الديناميكية التي يمكن أن نعتبرها أحد أنواع العمارة الخضراء أو المستدامة بسبب توليدها الذاتي للطاقة، فعن طريق الطاقة الحركية الناتجة من المبنى يتم توليد الطاقة الكهربائية ليس فقط للمبنى ولكن للمنشآت المجاورة. هو البيت ذو الاستهلاك المُنخفض للطاقة، أو البيت الإيجابي، أو البيت فوق العادة، كلها في النهاية أسماء متعددة لمسمى واحد، وهو البيت الذي يحتاج فقط إلى نسبة ضئيلة من حرارة التسخين أو الكهرباء التي تستهلكها البيوت التقليدية في الوقت الحالي...إنّها ثمرة جديدة من ثِمار التقدم العلمي، وهي عبارة عن شقق وفيلات يُستخدم فيها أحدث ما وصلت إليه التكنولوجيا، فهي تُدير ظهرها للشمس صيفًا وتستقبلها في الشتاء!
          وبها شبكة معلومات مُتكاملة تُنبه الساكن لدرجة الحرارة، وتحميه من الأمراض، والتيار الكهربائي بها ينقطع تلقائيًا، والنوافذ تُفتح وتُغلق عند حلول النهار والليل.
          يُمكن إعادة تشكيله بسهولة لدفع الملل عن نفوس ساكنيه، ولا يستخدم أي طاقة صِناعية على الإطلاق، بل يعتمد على الطاقة المتجددة فقط.. ويجب أن يقل استهلاكه للكهرباء عن استهلاك البيوت المُماثلة التقليدية بنسبة 40% على الأقل، والواقع أن هذا الأمل لم يتحقق إلا العام 1991 عندما أُقيم أول بيت من هذا النوع في «كادمشتاد» بألمانيا. ومع نهاية العام 1995 طالعتنا الإحصاءات بأرقام مؤداها أن 5% من البيوت الألمانية طبقت بأمانة هذه المواصفات ونجحت في تقليل استهلاكها للطاقة. ويجد هذا النوع من البيوت قُبولًا مُتزايدًا من جانب العملاء كل يوم، حتى أن الإحصاءات تؤكد أنه مع حلول العام 2015 سوف تُحقق 10% من هذه البيوت النسبة الذهبية التي يتمناها العلماء، وهي 40% من استهلاك الطاقة.
          ومن مظاهر الذكاء في تكنولوجيا إنتاج «البيت الذكي» أن النوافذ تُغلق من تلقاء نفسها عندما تبدأ أجهزة التكييف في العمل، وعندما ترتفع درجة حرارة الشمس، فإن الستائر تنسدل تلقائيًا، قبل أن تبدأ أجساد سُكان البيت في إفراز العرق بفعل حرارة الشمس. والتكنولوجيا التي تتحكم في كل هذه المزايا يُمكن السيطرة عليها والتحكم فيها من خلال التلفون. وكتطبيق على البيوت الذكية لدينا مثال «البيت الشجرة الشمس»: مفهوم «البيت الشجرة الشمس»، وهو البيت الذي يرتكز على «قاعدة متحركة» يمكن استخدامها في تحريك البيت لعِدة اتجاهات وفق اتجاه الشمس، وذلك بالاتجاه نحوها أو عكسها، وِفقًا لحاجة سُكانه.
          وعلى سبيل المِثال فإنه يُمكن توجيه النوافذ الرئيسة في اتجاه الشمس شتاء، وفي الاتجاه العكسي صيفًا لتحقيق توفير كبير في نفقات التدفئة شتاءً والتهوية صيفًا.
          ويشرح «رولف ديتش» الذي يُعد من رُواد تطبيقات استخدام الطاقة الشمسية في ألمانيا: أن هذا الأسلوب الجديد في العِمارة يعتمد على وجود جانب معدني عاكس في البيت، وهو الجانب الذي يُوجه في اتجاه الشمس صيفًا، ويتم في هذا البيت تركيب وحدة للطاقة الشمسية، بحيث تكون مُواجهة للشمس بشكل مباشر على مدار السنة، ومن ثم تُوفر للبيت احتياجاته من الكهرباء للإضاءة ولتشغيل الأجهزة الكهربائية، وفي شهور الصيف عندما تُتيح هذه الوحدة كهرباء تزيد على حاجة المنزل، فإنه يُمكن توجيه الفائض إلى شبكة كهرباء محلية كي تستفيد منه بيوت أخرى، وهذا النوع من البيوت ينتج طاقة تزيد خمسة أضعاف على ما يستهلكه في العام الواحد في متوسط ساعات سُطوع الشمس في البلاد صيفًا وشتاءً.
          إن مشروع البيوت الذكية ليس هدفه بالضرورة أن تُصبح كل البيوت ذكية؛ لأنه قد تكون هناك حالات تحتاج إلى درجة عالية من العناية لن تُساعد فيها هذه التكنولوجيا كثيرًا.
استخدام الطاقات الطبيعية
          يظهر تأثير العوامل المناخية سواء في المناطق الباردة أو الحارة - على الإنسان والبيئة المبنية من خلال استخدام الطاقة من اجل التبريد أو التدفئة وفق المنطقة المناخية لتوفير الراحة الحرارية داخل المبنى، والتي تعرف بأنها الإحساس الفيزيولوجي والعقلي الكامل بالراحة، لذلك لا بد من توضيح استراتيجيات التصميم المناخي الواعي بالطاقة، والذي يسعى إلى تحقيق هدفين أساسيين وهما:

·       في فصل الشتاء يجب أن يراعى في تصميم المبنى الاستفادة القصوى من الاكتساب الحراري عن طريق الإشعاع الشمسي، مع تقليل فقدان الحرارة من داخل المبنى.
·       في فصل الصيف يحتاج المبنى إلى التبريد فيراعى العمل على تجنب الإشعاع الشمسي وتقليل الاكتساب الحراري، والعمل على فقدان الحرارة من داخل المبنى وتبريد فراغاته الداخلية بالوسائل المعمارية المختلفة، ولكي يتم تدفئة أو تبريد المبنى فإن هذا يستلزم وسائل ونظما سواء كانت تعتمد على الطاقة الكهربائية أو الطبيعية, ومن الطاقات الجديدة التي يمكن استخدامها لتنظيف طاقة نظيفة قابلة للاستخدام خاصة بالمباني السكنية، وخصوصا في المناطق الريفية وغير الحضرية هي طاقة الكتلة الحية والتي يتم إنتاجها من المواد العضوية المتجددة ذات المنشأ النباتي والحيواني، فالمخلفات الزراعية الناتجة من حصاد المحاصيل المختلفة تعتبر مصدرا مهما من مصادر الطاقة الكامنة, يشاركها في ذلك مخلفات النباتات المائية الناتجة عن تنظيف المجاري المائية، لا تقل المخلفات الحيوانية أهمية عن سابقتها في هذا المجال كما تكون المخلفات البشرية بما تحتويه من مواد عضوية مصدرا هائلا للطاقة وتعد تقنية إنتاج الغاز الحيوي إحدى أهم الوسائل لتوفير الطاقة النظيفة والمتجددة، كما أنها في الوقت نفسه إحدى أهم الوسائل المهمة للاستفادة من المخلفات والفضلات البشرية والحيوانية والنباتية إلى جانب القمامة.
الخلايا الشمسية الكهرضوئية
          هذه اللوحات تنتج الكهرباء مباشرة من ضوء الشمس الساقط عليها بطريقة غير ملوثة أو مؤثرة سلبا على البيئة وكذلك غير مزعجة ومن دون إشغال أي حيز داخل المبنى، بالإضافة إلى أنها تحتاج إلى القليل من الصيانة، نظرا لأنها لا تحتوي على أجزاء متحركة كما يمكن تركيبها واستخدامها من دون عوائق، وهي مصنوعة بشكل أساسي من مادة السيلكون, وتعد مادة متوفرة على نطاق واسع ولا يؤدي استخدامها إلى الإضرار بالبيئة، وبما أن الخلايا مجمعة في وحدات فهي سريعة التركيب ويمكن زيادة عددها وكذلك تولد الوحدات الكهرضوئية الكهرباء في مكان الاستخدام، وبذلك فإنها لا تفقد الكهرباء نتيجة التوصيل وتجمع هذه الخلايا تحت طبقة عازلة غالبًا من الزجاج لتكوين لوحة كهرضوئية، وذلك للحصول على كمية أكبر من الطاقة. وتصنع الخلايا الكهرضوئية بأشكال وألوان ومواصفات مختلفة لتتناسب مع التطبيقات المختلفة في المباني دون التأثير على طابعها المعماري، وبعض أنواع الخلايا تكون مرنة قابلة للّف بحيث تتناسب مع الأسطح المنحنية والدائرية, وتستخدم الخلايا الكهرضوئية الضوء المباشر، بالإضافة إلى الضوء المشتت والمنعكس من الأسطح المجاورة لتوليد الكهرباء، حيث يمكنها العمل عندما تكون الشمس غائمة, إضافة إلى عملها في ضوء الشمس أما خلال فترة الليل، عندما تغيب الشمس، فإن الخلايا الكهرضوئية تتوقف عن العمل, لذلك يمكن تخزين الكهرباء المولدة خلال النهار في بطاريات يتم استخدامها في ساعات الظلام، ويمكن تركيب الأنظمة الكهرضوئية في المباني بطرق مختلفة، حيث يمكن تثبيتها على السطح أو على الحيطان الخارجية، بالإضافة لإمكان استخدامها كمظلة للمطر أو ككاسرات لأشعة الشمس.
          توليد الطاقة الكهربائية من المطبات:عمدت الحكومة البريطانية أخيرًا للاستفادة من المطبات لتوليد الطاقة الكهربائية تحت مطبات الشوارع والطرقات عن طريق وضع دواليب تدور تحتها وتولد التيار الكهربائي كلما مرت السيارات فوقها, وقد وفرت لها الطاقة الكهربائية النظيفة للاستفادة منها في إضاءة إشارات المرور الضوئية.
مدينة «مصدر» العربية أنظف مدن العالم
          تقع مدينة مصدر بالقرب من مطار «أبوظبي» بدولة الإمارات العربية المتحدة، وهي من تصميم شركة «LAVA» للتصميم المعماري.. وتحتل «مدينة مصدر» موقعًا استراتيجيًا، حيث تتوسط البنية التحتية لمواصلات مدينة أبوظبي، وسيتم ربطها بالمجمعات السكنية المحيطة بها ومع وسط مدينة أبوظبي ومطار أبوظبي الدولي، بشبكة حيوية من الطرق الحالية وسكة قطار ومسارات جديدة للمواصلات العامة.
          مدينة مصدر هي أول مدينة خالية من الكربون والنفايات في العالم! كما أنها أول مدينة كاملة تعمل بالطاقة الشمسية! وتأتي ضمن مبادرة واعدة جدًا تحمل اسم مبادرة «الحياة على كوكب واحد».
          كما أنها ستكون مقرًا لكبرى شركات الطاقة البديلة في العالم, وستحتاج «مدينة مصدر» إلى نحو 200 ميجا واط من الطاقة النظيفة، مقابل أكثر من 800 ميجا واط بالنسبة لمدينة تقليدية بالحجم نفسه! وستحتاج المدينة إلى حوالي 8000 متر مكعب من مياه التحلية يوميًا، مقارنةً بأكثر من 20000 متر مكعب يوميًا بالنسبة لمدينة تقليدية! وستحتوي على محطة توليد كهرباء تعمل بالطاقة الشمسية، كما سيتم إعادة تكرير مياهها لتستخدم في الري والزراعة، حيث سيتم تزويد مقر المحطة الرئيسي بالطاقة اللازمة للأعمال الإنشائية باستخدام مجموعة من الألواح الكهروضوئية الموضوعة على سطحها الذي سيجري تشييده قبل بقية أجزاء المبنى في سابقة هي الأولى على مستوى العالم، وسيتم تخصيص 30 في المائة من مساحة «مدينة مصدر» للسكن، و24 في المائة لمنطقة الأعمال والأبحاث، و13 في المائة للمشاريع التجارية بما فيها الصناعات الخفيفة، و6 في المائة لـ «معهد مصدر للعلوم والتكنولوجيا»، و19 في المائة للخدمات والمواصلات، و8 في المائة للفعاليات المدنية والثقافية.
          يتميز مركز المدينة بمظلات متحركة عملاقة مستوحاة من فكرة زهرة تبّاع الشمس لتظلل الساحات والأماكن العامة في مركز المدينة صباحًا، بجانب امتصاصها لحرارة الشمس، ثم تغلق على نفسها مساءً لإطلاق الحرارة التي امتصتها!
          يُذكر أنه على الرغم من أن المدينة أمامها قرابة الـ6 سنوات ليتم إنجازها، فإنها بدأت حصد الجوائز العالمية المختلفة، ففي يونيو 2007، فازت «مدينة مصدر» بالجائزة العالمية الأولى للطاقة النظيفة من جمعية ترانس أتلانتيك 21 في مدينة بازل السويسرية. وفي سبتمبر من العام نفسه، حصلت المدينة على جائزة «مدينة العام المستدامة» خلال حفل جوائز «يوروموني وإرنست آند يونج» العالمية للطاقة المتجددة.
مدينة تيانجين الصينية
          مدينة مستقبلية خضراء تتسع لـ350.000 شخص! تمتد على مساحة 30 كيلومترا مربعا، وتم تصميمها بواسطة مجموعة سوربانا للتخطيط العمراني لتكون نموذجًا للمدن الصينية في المستقبل، حيث ستعتمد المدينة على الطاقة المتجددة النظيفة لتوفير احتياجاتها من الطاقة، فضلًا عن تغطيتها بأكملها بمناطق خضراء تمتد حتى على المباني نفسها! وستكون المدينة الجديدة قادرة على استيعاب 350.000 شخص، وسيتم تشجيع هؤلاء السكان على تقليل الانبعاثات الكربونية من خلال اعتماد 90 في المائة منهم على مواصلات عامة لتقليل عدد السيارات. وكأي مدينة خضراء سيعتمد ذلك المشروع على وسائل تكنولوجية نظيفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وسيتم إعادة تدوير مياه الأمطار بجانب تحلية مياه البحر.
          ولنستوعب أهمية ذلك الاتجاه لنستحضر صورة التنمية الاقتصادية في الماضي والحاضر، حيث يتم تطوير وتنفيذ المشاريع الاقتصادية دون أي اعتبار للمعايير البيئية، فكانت النتيجة هي استنفاد موارد الكوكب وتلويثه كما نشهد يومًا بعد يوم، لدرجة أننا بتنا نتساءل عمّا سيتبقى للأجيال القادمة من موارد كوكبنا الأساسية كالماء والهواء النظيف!.

تابعونا على الفيس بوك
إقرأ أيضًا








ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق