طالب بجامعه الامارات يطور نظاما لتوليد الكهرباء من الطاقه الشمسيه
ويوسف منذ نعومة أظافره وهو من الطلبة المتفوقين، حيث تم اختياره ضمن الطلبة المبتعثين للدراسة في جامعة الإمارات عام 2009 -2010، لتستمر مسيرة التفوق لدى يوسف عبر دراسته لتخصص الهندسة الكيميائية، التي أتم سنته الثالثة فيها وبمعدل امتياز.
ولأنه طالب يعشق الدراسة وإجراء البحوث العلمية جنبا إلى جنب مع أساتذته في الكلية التي يدرس فيها، استطاع أن يكون لديه رصيد جيد من الأوراق البحثية خصوصا في مجال الكيمياء العضوية مع البروفيسور ثيس ثيمان منذ ما يقارب العامين، الأمر الذي ولد لديه الرغبة في الابتكار وتحقيق بصمة مميزة للذات.
ويتحدث الطالب يوسف الجاسم عن فكرة الابتكار أو النظام الذي قام بتطويره بصورة جديدة غير مسبوقة: مشروعي عبارة عن منظومة لتوليد الطاقة الكهربائية من الإشعاع الشمسي عن طريق الأثر الكهرحراري بطريقة فعالة قليلة الكلفة وصديقة للبيئة، وقد نبعت فكرتها من موقف تعرضت له وهو أنني ذات يوم من أيام الصيف شديدة الحرارة كنت أقف خارج سكني الجامعي أنتظر باص الجامعة لينقلني إلى مباني الجامعة الداخلية لحضور المحاضرات، فتساءلت في نفسي عن طريقة يمكننا من خلالها استغلال هذه النعمة وهي (كمية الحرارة التي تحملها جزيئات الهواء على سبيل المثال) في تطبيقات مفيدة للإنسان، و عملت دراسة عن الفكرة وابتكرت طريقة معينة لاستخدام هذه السخونة (كمية الحرارة) الناتجة عن أشعة الشمس في توليد الطاقة الكهربائية.
الدراسة النظرية
ويتابع: قمت بداية بإعداد الدراسة النظرية للمشروع أو ما يسمى بدراسة ميكانيكية العمل والتخطيط له قبل البدء به، حيث بدأت أتخيل وأفكر في طبيعة النظام الذي أريد أن أبنيه والمواد التي أحتاجها، ومن ثم اتجهت لعمل تصميم بدائي على الورق وعلى الكمبيوتر باستخدام برامج ثلاثية الأبعاد أعمل عليها لأول مرة في حياتي، ولقد اضطررت لتغيير التصميم أكثر من ثلاثين مرة حتى وصلت إلى التصميم المطلوب الذي أستطيع من خلاله أن أبرهن صحة فرضيتي في عمل المنظومة، واستغرقت مني فترة الدراسة النظرية ما يقارب 6 شهور .
ويوضح الجاسم مكونات النظام المبتكر وآلية عمله أثناء حديثه عن مرحلة التطبيق العملي التي تلت مرحلة الدراسة النظرية للمشروع: النظام يتكون من عدة وحدات متخصصة، وهي المركز الشمسي المصنوع من صفائح ألمنيوم ومثبت على قوائم ومحاط من الداخل بعاكس، وظيفته تجميع و تركيز الأشعة الشمسية وعكسها في خط محرقي وهو أنبوب زجاجي بداخله أنبوب نحاسي يحتوي على سائل عضوي خاص يمتاز بارتفاع درجة غليانه ، ويتوسط هذا الأنبوب المركز الشمسي، ونتيجة عكس أشعة الشمس عليه ترتفع درجة حرارة الأنبوب النحاسي ويمرر الأشعة ( كمية الحرارة ) إلى السائل الموجود فيه فيسخن بشدة ويذهب عبر أنابيب أخرى إلى منظومة توليد الطاقة الكهرحرارية، الموجودة بصورة منفصلة عن المركز الشمسي، وفيها يتم أخذ الحرارة المختزنة من السائل العضوي وتحويلها إلى طاقة كهربائية.
توليد الطاقة
ويشير يوسف إلى أنه يوجد طرق عدة حول العالم لتوليد الطاقة الكهربائية من الإشعاع الشمسي باستخدام الأثر الكهرحراري ولكنها تختلف اختلافا كليا عما استطاع ابتكاره، هذا الأمر الذي دفعه إلى المواصلة على الرغم من الصعوبات الكثيرة التي اعترضته، وعنها يقول: لم تكن لدي الخبرة الكافية والمعلومات الأساسية حول كيفية تركيز الأشعة الشمسية ، وكذلك تصميم النظام باستخدام برامج ثلاثية الأبعاد ، فمشروعي يحتاج لمهارات هندسية كهربائية وميكانيكية أكثر منها كيميائية وهو التخصص الذي أدرسه الآن، علاوة على ذلك أن المعيق الأهم كان عدم وجود الدعم المادي للمشروع فأنا في النهاية طالب جامعة لا أملك المصاريف المادية الكافية لهكذا مشروع، فساهم البروفيسور ثيس ثيمان في تحمل جزء كبير من تكاليف المواد اللازمة، علما أنه ولصعوبة شحن بعض المواد من الخارج وبالذات الصين لا يزال النموذج المصمم حاليا يفتقر إلى العديد من المكونات الرئيسية التي لم نستطع جلبها، نظرا لعدم توفرها في الأسواق المحلية، وتمكنا من شراء بعض المواد الأخرى من ألمانيا وأميركا، وأما البقية فتم توفيرها من المنطقة الصناعية في مدينة العين.
وعن الصعوبات التي واجهته يقول: نتيجة عدم وجود خبراء من تقنيين وفنيين في المنطقة الصناعية لتصميم القطع أضطررت أنا و زميلي الباكستاني محمد مالك الذي يدرس الهندسة البترولية بتصميم الجهاز وصناعة بعض المواد اللازمة بأنفسنا داخل السكن الجامعي خلال أيام الإجازة الأسبوعية لخلو السكن تقريبا من الطلبة ، مع شح المعدات اللازمة لذلك مما زاد من حيرتنا في تطبيق النظام و قص ولحم وتجميع أجزائه، كما واجهنا العديد من المشاكل التقنية ، التي لم تكن بالحسبان ووجدنا طرق للتغلب عليها و نجحنا فيها جميعها، وأخيرا عامل الوقت حيث لم أكن متفرغا للمشروع بسبب متطلباتي الجامعية، مما سبب ضغطا إضافيا لاقتطاعي بعضا من وقت دراستي و صبّه في سبيل إنجاح المشروع.
الهندسة الكيميائية
ويرد الجاسم على سؤاله عن مدى استفادته من دراسته للهندسة الكيميائية في بناء النظام الجديد وعن الدور الذي لعبه زميله محمد مالك في المشروع ويقول: دراسة الهندسة العامة أعطتني فائدة كبيرة في التعامل مع المفاهيم الكهربائية و الحسابات الرياضية لأجزاء التصميم. أما تخصصي في الهندسة الكيميائية فقد ساعدني في انتقاء أفضل أنواع المواد اللازمة كما ساهم في فهم علوم انتقال الحرارة و المادة و تطبيقاتهما. وتمثل دور زميلي محمد مالك في مساعدتي في التصميم العملي للنظام مضيفا بعض اللمسات الهادفة لتطويره .
ويعتقد يوسف الجاسم أن الجديد في النظام الذي ابتكره يكمن في استحداث طريقة جديدة لاستخدام الإشعاع الشمسي في إنتاج الطاقة الكهربائية، دون الحاجة إلى استخدام ألواح شمسية تتطلب مساحات واسعة وتكلفة عالية ، ويتوقع لمشروعه أن يكون منافسا قويا للتقنيات الموجودة في مجال إنتاج الطاقة المتجددة من ناحية التكلفة اللازمة والإنتاجية الكهربائية والمساحة المستخدمة للمشروع.
ويعبر يوسف عن سعادته بفوزه بجائزة أفضل ثاني ابتكار في المؤتمر والمعرض الأول للإبداع والابتكار في جامعة الإمارات العربية المتحدة، وذلك باختياره من بين عشرات الابتكارات و مشاريع التخرج المشاركة هناك، مما أشعره بالرغبة في مواصلة الطريق نحو تقديم المزيد من الإبداعات والتعمق في مجال البحوث العلمية والابتكارات ، ويتوجه بالشكر الجزيل إلى جامعة الإمارات التي يعتبرها مسكنه الثاني وعلى الجهود المبذولة فيها لتوفير المصادر العلمية والتدريس الممتاز والبيئة الصحية لتطوير مهارات الطلبة الجامعيين وتنمية قدراتهم.
