عندما تنتج الشمس ثلجا

السلام عليكم و رحمة الله


عندما تنتج الشمس ثلجًا

مدحت الأزهري - أحمد خورشيد




ظل الإنسان لعهود طويلة يستخدم الشمس لأغراض التدفئة والطهي، ويستظل منها كلما اشتد القيظ، إلا أن هناك استخدامات وتطبيقات جديدة للطاقة الشمسية يتحول معها الضوء المتوهج والحرارة الشديدة إلى أداة للتبريد والتكييف، بل ولصناعة الثلج.

إن تكنولوجيا التبريد الشمسي الآن تعتبر من أهم تطبيقات الطاقة الشمسية، خاصة أنها طاقة نظيفة ومتجددة لا تحتاج لتقنية عالية للحصول عليها وتخزينها، فضلاً عن أنها غالبًا ما تستخدم فيها مواد صديقة للبيئة، وهو ما يعطي لها أهمية، خاصة مع انتشار التلوث، وتعرض مواد الطاقة التقليدية كالمحروقات للنضوب، وارتفاع تكاليف استخراجها.

ومن بين العديد من تطبيقات تكنولوجيا التبريد الشمسي التي أصبحت متاحة بالفعل، تذكر الدكتورة نجوى خطاب -أستاذة ورئيسة قسم الطاقة الشمسية بالمركز القومي للبحوث بمصر- أنه تم تصميم نظام تبريد شمسي كهروحراري، واختبار قدرته لتشغيل ثلاجة شمسية كهروحرارية صغيرة سعتها 14 لترًا، وتبريد ما بداخلها حتى 25- 30 درجة تحت درجة حرارة الجو، وهو ما يجعلها أخف وزنًا وأيسر صيانة عن مثيلاتها المستخدمة في حفظ الأمصال والطعوم، وهذا بالطبع يتيح إمكانات إضافية للتوسع في استخدامها لحفظ الأمصال والطعوم، والتنقل بها في المناطق الريفية، والجبلية، ومناطق التنقيب عن المعادن، والمناطق الحدودية البعيدة عن مناطق العمران، وكذلك يضمن حصول قاطنيها على حقهم في الرعاية والإمدادات الصحية الأساسية، فضلاً عن أنها صديقة للبيئة؛ إذ لا يصدر منها صوت على الإطلاق، ولا حاجة بها لغاز الفريون الذي يؤدي انبعاثه في الجو للإضرار بطبقة الأوزون.

وتقوم الثلاجة الشمسية بالتبريد من خلال جهاز تبريد كهروحراري غاية في البساطة، لا يحتوي على أي أجزاء متحركة ولا سوائل تبريد، وهو عبارة عن دائرة كهربية تتكون من نوعين من أشباه الموصلات: أحدهما طراز N، والآخر طراز P.

ويعتمد جهاز التبريد الكهروحراري في تشغيله على "نظرية بلتير"؛ حيث إنه وفقًا لهذه النظرية يتم تمرير تيار كهربي مستمر من مصدر خارجي في دائرة كهربية من أشباه الموصلات، وفيها تتجه الإلكترونات الحاملة للحرارة إلى أحد طرفيها، وهو ما يؤدي إلى سخونته (الوصلة الساخنة)، بينما تنتقل الإلكترونات الحاملة للبرودة إلى طرفها الآخر (الوصلة الباردة)، وباستمرار مرور التيار يصبح لدينا سطح بارد؛ هو المبخر الذي ينقل البرودة إلى داخل الثلاجة، وآخر ساخن؛ وهو المكثف الذي ينقل السخونة إلى خارج الثلاجة، وتعمل الإلكترونات هنا كحامل للحرارة بدلا من سائل التبريد.