طلبة جامعة بابل ينفذون مشروع زراعة النباتات تحت الألواح الشمسية في مركز المستقبل لبحوث الطاقة
استقبل مركز المستقبل لبحوث الطاقة طلبة الدراسات العليا من جامعة بابل لتنفيذ مشروعهم البحثي التطبيقي داخل مختبرات المركز، بدعم ورعاية رئيس جامعة المستقبل الأهلية الأستاذ الدكتور حسن شاكر مجدي، وإشراف عميد كلية التقنيات الهندسية الأستاذ المساعد الدكتور أزهر محسن، ومدير المركز الدكتور سلوان عبيد.
ويتمثل المشروع في زراعة النباتات تحت الألواح الشمسية بهدف دراسة كفاءة الألواح في ظروف مختلفة، والتعرف على تأثير الظل الناتج عنها على نمو النباتات، بما يفتح آفاقاً جديدة لتكامل الطاقة المتجددة مع القطاع الزراعي.
تعمل دول متقدمة مثل اليابان والصين، إلى جانب شركات خاصة في الولايات المتحدة، على تطوير تقنيات الطاقة الشمسية الفضائية، التي يمكن أن تغير طريقة تزويد العالم بالكهرباء بالكامل. تقوم الفكرة على نصب ألواح شمسية ضخمة في المدار، حيث تتلقى الشمس بشكل مستمر، ثم تحويل هذه الطاقة إلى موجات مايكروويف أو أشعة ليزر تُرسل لاسلكياً إلى محطات استقبال خاصة على الأرض، تعرف بـ Rectennas، لتحويلها مرة أخرى إلى كهرباء جاهزة للاستخدام في المنازل والمصانع والمدن.
المزايا العلمية والتقنية
• طاقة مستمرة على مدار الساعة: الأقمار الصناعية يمكنها الدوران في مدارات حيث الشمس مشرقة دائماً، فلا يتأثر إنتاج الكهرباء بالليل أو الغيوم.
• كفاءة أعلى للطاقة الشمسية: أشعة الشمس في الفضاء أقوى لأنها لا تمر عبر الغلاف الجوي للأرض.
• تقليل الاعتماد على الأرض: لا تحتاج هذه التقنية لمساحات شاسعة على الأرض ولا تتأثر بالطقس، ما يحمي البيئة ويوفر الأراضي للمشاريع الأخرى.
• نموذج تجريبي ناجح: في 2023، نجح Caltech MAPLE system في إرسال الطاقة لاسلكياً من الفضاء إلى الأرض للمرة الأولى.
الدول والجهات الرائدة
• اليابان (JAXA): تخطط لاختبار إرسال طاقة لاسلكياً من الفضاء بحلول 2025.
• الصين: تستهدف إطلاق قمر صناعي كامل لبث الطاقة الشمسية بحلول 2028.
• المملكة المتحدة وNorthrop Grumman (الولايات المتحدة): تطوير أنظمة مشابهة للطاقة الفضائية.
• شركات ناشئة مثل Aetherflux: تستكشف إرسال الطاقة بالليزر لتزويد مواقع نائية مثل مواقع التعدين أو المناطق المتضررة من الكوارث.
الفرص والتحديات
توفر الطاقة الشمسية الفضائية فرصة لتوزيع الكهرباء بشكل مستدام وعادل حتى في المناطق النائية، وتقليل الانبعاثات الكربونية، وتعزيز استقلالية الطاقة للدول.
لكن هناك تحديات هامة:
• الاستخدام المزدوج المحتمل: يمكن تحويل تكنولوجيا بث الطاقة إلى استخدامات عسكرية.
• مخاطر الفضاء: زيادة الأقمار الصناعية قد تسبب حطاماً فضائياً وتدخل ضوئي على الرصد الفلكي.
• تنظيم أشعة الموجات والليزر للحفاظ على البيئة والسلامة.
• تكلفة إنشاء المحطات الأرضية الضخمة
تبنّت اليابان تقنية مبتكرة تعتمد على البلاطات الكهروضغطية (Piezoelectric Tiles)، وهي بلاطات ذكية قادرة على تحويل خطوات المشاة إلى طاقة كهربائية.
آلية العمل:
تعتمد هذه التقنية على مواد خاصة تولّد شحنات كهربائية عند تعرضها للضغط أو الاهتزاز. فعندما يمر آلاف الأشخاص يوميًا فوق البلاطات المزروعة في محطات القطار أو الأماكن العامة، تتحول خطواتهم إلى طاقة كهربائية متجددة. ويتم بعد ذلك تخزين هذه الطاقة في بطاريات أو استخدامها مباشرة لتشغيل الإنارة، الشاشات الإلكترونية، أو المساهمة في تغذية الشبكات الصغيرة.
أمثلة من اليابان:
• في محطة شيبويا في طوكيو، تم تركيب هذه البلاطات عام 2008 لتجميع طاقة خطوات الركاب وتشغيل لوحات العرض والإضاءة الداخلية.
• مشاريع مماثلة نُفّذت في محطات قطار أخرى في العاصمة، حيث يتم استغلال الكثافة السكانية العالية لتحقيق أقصى استفادة من حركة المشاة.
البعد البيئي والتنموي:
هذه المبادرة تمثل مثالًا عمليًا على دمج التكنولوجيا في الحياة اليومية، وتتميز بأنها:
• تقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري.
• تسهم في خفض الانبعاثات الكربونية.
• تدعم مفهوم المدن الذكية المستدامة.
المستقبل:
من المتوقع أن تتوسع هذه التقنية لتشمل ملاعب كرة القدم، الجامعات، المطارات، والمراكز التجارية الكبرى، بما يفتح آفاقًا جديدة لمصادر الطاقة النظيفة في المدن المستقبلية.
⸻
المصادر:
1. Wired – Power-generating floors debut in Tokyo train station
2. The Telegraph – Japan harnesses energy from footsteps
3. Times of India – How Japan is changing footsteps into electricity
4. SlashGear – How Japan is generating electricity with piezoelectric sidewalks
يُعد المركز بيئة بحثية متكاملة، حيث يضم أحدث الأجهزة والمعدات المتخصصة التي تتيح للطلبة تنفيذ الجانب العملي لمشاريعهم وأطاريحهم بصورة دقيقة واحترافية. كما يوفّر المركز دعمًا أكاديميًا وإشرافًا علميًا مباشرًا من قبل أساتذة وباحثين مختصين في مجال الطاقة المتجددة، بما يضمن جودة المخرجات البحثية وملاءمتها للمعايير العالمية.
إن مركز المستقبل يسعى إلى أن يكون منصة فاعلة لتمكين الطلبة من تحويل أفكارهم البحثية إلى تطبيقات عملية، مع التركيز على إيجاد حلول مبتكرة لمشكلات الطاقة، ودعم الجهود الوطنية في تعزيز استخدام المصادر النظيفة وتقليل الانبعاثات الكربونية.
ونؤكد التزامنا بتهيئة بيئة علمية محفزة تسهم في بناء جيل من الباحثين والمهندسين القادرين على قيادة مستقبل الطاقة المستدامة في العراق والمنطقة.
مركز المستقبل لبحوث الطاقة… حيث يلتقي البحث العلمي بالتطبيق العملي لخدمة المجتمع والطبيعة
حصل قسم النشاطات الطلابية المركزية في جامعة المستقبل على المركز الأول بين الجامعات والكليات الأهلية العراقية للعام 2025، وذلك حسب نتائج تقييم النشاطات الطلابية الصادرة عن وزارة التعليم العالي والبحث العلمي / جهاز الإشراف والتقويم العلمي.
ويعكس هذا الإنجاز التميز والجهود الكبيرة التي يبذلها القسم في دعم الطلبة، ورعاية مواهبهم، وتنظيم الأنشطة الرياضية، الفنية، والثقافية، بما ينسجم مع رؤية الجامعة في الارتقاء بالطلبة وصقل قدراتهم. كما يتكامل هذا النجاح مع جهود المراكز البحثية المتخصصة في الجامعة، ومنها مركز بحوث الطاقة المتجددة، الذي يساهم بدوره في تعزيز ثقافة الابتكار والبحث العلمي بين الطلبة ودعم مشاركاتهم في المحافل العلمية.
تتقدم جامعة المستقبل بالشكر والتقدير إلى جميع الطلبة ومنتسبي قسم النشاطات الطلابية، وإلى كوادرها البحثية في المراكز العلمية، على هذا التفوق الذي يضاف إلى سلسلة إنجازات الجامعة
شارك مركز المستقبل لبحوث الطاقة، متمثلاً بمديره الأستاذ الدكتور سلوان عبيد وحيد، في الاجتماع الإلكتروني الذي عقدته كلية الهندسة والتقنيات الهندسية عبر منصة Google Meeting، برئاسة الأستاذ المساعد الدكتور أزهر محسن عبد عميد كلية الهندسة والتقنيات الهندسية وبحضور أعضاء اللجنتين العلمية والتحضيرية.
وتناول الاجتماع مناقشة تقييم البحوث العلمية المستلمة، وتنظيم جدول محاضرات المتحدثين الرئيسيين، فضلاً عن آلية عرض البوسترات العلمية للباحثين وطلبة الدراسات العليا.
ويعد مركز المستقبل لبحوث الطاقة من المراكز العلمية الرائدة في مجال بحوث الطاقة المتجددة والتنمية المستدامة، إذ يسهم بشكل فاعل في دعم المؤتمرات العلمية عبر تقديم الرؤى البحثية وتطوير الدراسات التطبيقية التي تعزز مكانة الجامعة على المستويين الأكاديمي والعلمي.
وأكد عميد الكلية في ختام الاجتماع أهمية الجهود المشتركة بين الكلية والمركز، مشيداً بدور اللجان العلمية والتحضيرية في إنجاح المؤتمر وتعزيز أثره في خدمة المجتمع العلمي
في إطار سعيها المستمر لتأكيد ريادتها على المستويين المحلي والعالمي، عقدت جامعة المستقبل اجتماعاً استراتيجياً برئاسة الأستاذ الدكتور حسن شاكر مجدي، رئيس الجامعة، وبحضور المساعدين العلمي والإداري، ومدير الإشراف العلمي والأكاديمي، ورؤساء الأقسام، ومديري الوحدات الأكاديمية المتميزة.
وشارك بالاجتماع مدير مركز بحوث الطاقة الدكتور سلوان عبيد وحيد وخلال الاجتماع أشاد رئيس الجامعة بالدور الحيوي الذي يقوم به مركز بحوث الطاقة في دعم خطط الجامعة البحثية والاستراتيجية، مؤكداً أن المركز يمثل ركيزة أساسية في تطوير البرامج الأكاديمية والبحثية وربطها باحتياجات المجتمع وأهداف التنمية المستدامة. وأوضح أن خبرات المركز وبنيته البحثية المتقدمة تسهم بشكل فاعل في رفع مستوى الجامعة وتعزيز حضورها في التصنيفات العالمية.
وتناول الاجتماع محاور أساسية تشكل خارطة طريق للعام الدراسي الجديد، أبرزها:
• متابعة تنفيذ الخطة العلمية وتقييم نسب الإنجاز، وتحديد التحديات ووضع الحلول الاستباقية.
• مواءمة النشاطات الأكاديمية والبحثية مع أهداف التنمية المستدامة (SDGs) التزاماً بمسؤولية الجامعة تجاه المجتمع والبيئة.
وفي ختام اللقاء، أكد رئيس الجامعة أن الاجتماعات التشاورية تمثل عنصراً محورياً لتعزيز العمل الجماعي ورفع كفاءة الأداء لتحقيق مواقع متقدمة بين الجامعات الرصينة
عند تصميم أو اختيار نظام طاقة شمسية، من الضروري فهم المواصفات الفنية للألواح الشمسية لضمان أداء موثوق وكفاءة عالية. تشمل هذه المواصفات الطاقة القصوى (Pmax) التي تحدد ذروة خرج الطاقة تحت ظروف الاختبار القياسية، وجهد الدائرة المفتوحة (Voc) وتيار الدائرة القصيرة (Isc) لتصميم العاكس ووحدة التحكم بالشحن بشكل صحيح، بالإضافة إلى أقصى جهد (Vmp) وأقصى تيار (Imp) عند الطاقة القصوى. تعتبر الكفاءة المئوية مؤشرًا على قدرة اللوحة على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام، بينما يوضح معامل درجة الحرارة انخفاض الأداء مع ارتفاع الحرارة. كذلك، يجب الانتباه للأبعاد والوزن لتسهيل التركيب، والتسامح لتحديد الحد الأعلى والأدنى للطاقة، وأقصى جهد للنظام لضمان التشغيل الآمن. أما الضمان فيشمل عادة ضمان المنتج من العيوب لمدة 10-25 سنة، وضمان الأداء للحفاظ على إنتاجية 80٪ بعد 25 سنة.
في مركز المستقبل لبحوث الطاقة نعتمد على الألواح الشمسية من نوع N-Type بتقنية TOPCon، لما تقدمه من كفاءة تحويل عالية تتجاوز 22٪، وأداء مستقر في درجات الحرارة المرتفعة بفضل معامل فقد حراري منخفض يصل إلى 0.26٪ لكل درجة مئوية. تتميز هذه الألواح بتدهور بطيء للغاية، حيث تحافظ على ما لا يقل عن 88٪ من قدرتها بعد 30 سنة، كما تنتج الطاقة حتى في الظل باستخدام تقنيات Half-Cell وMBB. وهي مصممة لتحمل أقسى الظروف المناخية، بما في ذلك الرياح الشديدة والرطوبة والأمونيا والملوحة، مع شهادات جودة عالمية مثل IEC وCE. النتيجة هي أداء موثوق وطاقة مستدامة، ما يجعلها استثمارًا طويل الأمد يضمن إنتاجية عالية على مدار العام في بيئات حارة وصعبة