استطاع باحث مصري التوصل إلى تقنية جديدة لتحسين محركات السيارات بالطاقة الشمسية، بالإضافة إلى تقليل انبعاثات العوادم والاستفادة من طاقة هذه العوادم بتشغيل دورة التكييف.
استرداد الحرارة المُهدرة
وكان الدكتور أحمد سعد سليمان، جامعة المنصورة، تقدم برسالة لنيل درجة الدكتوراه من جامعة شنغهاي بالصين- دراسة نظرية وعملية لنظام فعّال لاسترداد الحرارة المُهدرة لمحركات الديزل في السيارات باستعمال مواد متغيرة الطور المحسّنة بالنانو.
ونقل موقع 'الطاقة' عن سعد قوله: 'أن كمية كبيرة من الطاقة تحملها غازات العادم، وتُهدَر في الغلاف الجوي، بجانب الانبعاثات الكربونية وغيرها من المُلوثات للبيئة الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للوقود خلال ظروف التشغيل شديدة البرودة للمحرك'.
وتوصل الباحث في هذه الدراسة إلى تصميم جديد لنظام استرداد حرارة المحرك المُهدرة في الغلاف الجوي باستعمال مواد متغيرة الطور لتوفير الطاقة وتقليل الانبعاثات الكربونية.
طريق تخزين طاقة العادم
وقال الدكتور أحمد سعد، إن الدراسة تضمنت 3 أجزاء رئيسة، مشيرًا إلى أن الجزء الأول تمحورَ حول تحسين أداء محركات السيارات وتقليل الانبعاثات الصادرة عنها عن طريق تخزين طاقة العادم لاستعمالها مرة أخرى، من خلال تسخين الهواء الداخل للمحرك في المناطق الباردة.
وركّز الجزء الثاني على استعمال العادم في تشغيل دورة تكييف بالامتصاص، بحيث لا تستهلك أيّة قدرة من المحرك، وتقوم بدورة التكييف العادية نفسها، اعتمادًا على طاقة العوادم، ويمكن تشغيلها عند سرعات المحرك الصغيرة والكبيرة.
تخزين طاقة في بطارية
وكشف سعد أنه في الجزء الثالث من الدراسة، تناول تحسين محركات السيارات بالطاقة الشمسية وكفاءتها، من خلال تثبيت خلايا شمسية وتخزين طاقتها في بطارية تُستعمل في حالة المحرك الهجين الذي يعمل بالبنزين والكهرباء، بهدف إنتاج الكهرباء وتخزينها في البطارية واستعمالها في أيّ وقت لتشغيل السيارة أو الأجزاء الكهربائية منها.
كما قام الباحث المصري بتسخين الهواء الداخل إلى المحرك لتقليل الانبعاثات لتحسين أداء المحركات في الأجواء الباردة نظرًا لأن الهواء الداخل إلى المحرك للاحتراق مع الوقود عادةً ما يكون باردًا للغاية لانخفاض درجات الحرارة في هذه الأماكن، ويكون الاحتراق غير كامل، ونتيجة لذلك ترتفع نسبة الملوثات في العوادم الصادرة عن المحركات.
الجزء الثاني من الدراسة
يدور حول تخزين طاقة عوادم المحرك لتوفير الوقود، بحيث تُشغّل نظام التكييف في السيارة دون استهلاك أيّة طاقة أو قدرة من المحرك.
وقال سعد، إنه عادةً ما يُشغّل نظام التكييف في السيارات باستهلاك طاقة من المحرك، إلّا أن التقنية الجديدة تضمن توفير الوقود ورفع أداء المحرك من خلال تشغيل دورة تبريد بالامتصاص عن طريق طاقة عوادم المحرك.
تشغيل هذه الدورة
وأضاف أن الدورات العادية تعمل عند سرعات المحركات المرتفعة، بينما يضمن التصميم الجديد تشغيل دورة الامتصاص عن طريق عادم المحرك، وليس باستهلاك الوقود، ولديه القدرة على العمل عند السرعات المرتفعة والمنخفضة، وبدلًا من ضياع الطاقة المُهدرة من العادم في الوسط المحيط (الشارع)، تُستَغَلّ في تشغيل هذه الدورة.
وأكد سعد أن آلية العمل تدور حول استعمال العادم -قبل خروجه إلى الوسط المحيط- في تشغيل دورة تكييف بالامتصاص، بحيث لا تستهلك أيّة قدرة من المحرك، وتقوم بدورة التكييف العادية نفسها.
ولفت إلى أنه عندما تمتص مادة شمع البرافين كمية من الحرارة فإنها تخزنها، من خلال التحول من الصورة الصلبة إلى الصورة السائلة، وعندما تُستردّ الحرارة منها فإنها تتحول مرة أخرى من الحالة السائلة إلى الصلبة.
سيارات
سيارات
