نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy
نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy

نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy


نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy

هل تخيلت يوما أن تسير بسيارتك في طريق طويل دون أن تتحمل عناء التوقف بين الحين والآخر للتزود بالوقود….؟
هل تخيلت أنه ربما تطير طائرة الاستطلاع الجوية بشكل مستمر دون الحاجة إلى الهبوط للتزود بالوقود عندما يقترب وقودها من النفاد….؟
بل هل تخيلت أن يمكنك أن تسكن في منزلك دون أن تؤسس فيه شبكة لتزويد الأجهزة المنزلية بالطاقة هل تخليت أسواقا تكاد تخلو من البطاريات… !

 

 

نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy
نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy

 

هذا الحلم الذي نشأ بوقت غير طويل بعد اختراع الاتصالات الاسلكية والذي كنا نعتبره حلما غير قابل للتحقيق بدأ يوما بعد يوم يقترب إلى الواقع ومع انني لا زلت متأكد من أنه حلم صعب المنال جدا وطبعا لكي أكون دقيقا أكثر فأنا أقصد أنه صعب المنال من الناحية العملية وليس من الناحية الكيفية فالكيفية معروفة وبسيطة جدا وأكثركم يعرفها حق المعرفة ويتعامل معها يوميا ولكن ما أقصده هو أن المكسب العملي المتوقع تحقيقه من نقل الطاقة لا سلكيا هو ضئيل لدرجة كبيرة جدا جعلت الكثيرين يتخلون عن هذا الحلم بشكل كامل .
والآن دعونا نتفق على معنى كلمة إرسال الطاقة بشكل لا سلكي : إنها تعني تماما أنه يمكنك أن تضع منبع الطاقة في مكان ما والجهاز المستفيد من هذه الطاقة في مكان آخر حيث يقوم منبع الطاقة بتوصيل الطاقة المولد إلى الجهاز المطلوب لا سلكيا لتوفير أعباء ومتطلبات نقل الطاقة أولا ولإعطاء حرية أكبر لحركة منبع الطاقة والجهاز المطلوب ثانيا .
في الحقيقة إن كيفية إنجاز هذا العمل سهلة نوعا ما كما ذكرنا سابقا وسنقوم بذكر بعض الأمثلة من حولنا والتي توضح الكيفية علما أنه هدفها الأساسي ( أي الأمثلة ) هو توضيح الكيفية وهي ليست أمثلة عن الاستفادة من الطاقة المنقولة بمعنى الاستفادة من الطاقة المرسلة لاسلكيا .

 

 

نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy
نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy

المحـــول الكهربائـــــي

يمكن اعتبار المحول الكهربائي نموذج جيد على كيفية نقل الطاقة لا سلكيا – دعونا نفكر في آلية عمله إن مرور التيار الكهربائي في الملف الأساسي يولد حقلا كهرطيسيا كبيرا يؤثر في الملف الثانوي ويولد فيه تيارا كهربائيا بمواصفات تتعلق بكل من مواصفات التيار الاول ومواصفات الملفين الأولي والثانوي حسنا وإذا كان الملفين من نفس المواصفات تماما ( وهي الحالة الأقل استخداما للمحولات ) سيكوت التيار الكهربائي الثاني تقريبا مطابق للأول بعد حساب الضياعات في الطاقة – من الناحية الكيفية فقد انتقلت الطاقة الكهربائية من الملف الأول إلى الملف الثاني دون وجود أي تماس كهربائي بين الملفين إذا نستطيع أن نقول انها انتقلت لا سلكيا . والآن دعونا نفكر بعمق أكثر هناك شيء مشترك بين الملفين وهو النواة الحديدية التي تمر داخلهما بحيث تساعد على نقل التيار الكهربائي مما يجعا هذا النقل اللاسلكي ليس لا سلكيا تماما – ترى ماذا يحدث إذا أزلنا هذه النواة في الحقيقة سيصبح التيار الثاني أقل بكثير من التيار الأول بسبب تشتت الصادرة عن الملف الأولي وعدم قدرة الملف الثانوي على التأثر بأكثر من جزء صغير منها . ولكن عندها نستطيع أيضا أن نقول أننا نقلنا لا سلكيا ( ولو لمسافة قصيرة جدا و بضياع كبير في الطاقة ) وطبعا كلما باعدنا بين الملفين انخفضت طاقة التيار الثاني حتى تتلاشى وهذه ما كنت أقصده بالناحية العملية فالموضوع كيفيا ممكن ولكنه غير عملي وغير ذي فائدة ولا يحقق الجدوى  .

الآلة الحاسبة

كلنا نستخدم الآلة الحاسبة في المكاتب أو المنازل ومعظمها اليوم مزود بخلية شمسية لكي تعمل عند تسليط الضوء عليها وكما نعلم فإن استهلاك الآلة الحاسبة للطاقة صغبر جدا جدا، وأن بطارية الساعة الصغيرة تشغل بعض الآلات الحاسبة لسنتين أو أكثر – والآن ماذا يحدث عندما نستخدم هذه الآلة في المنزل وفي الليل وعندما يكون الجو رومنسي نوعا ما في البيت ( أي تكون الإنارة منخفضة ) سنجد أن الآلة لا تعمل جيدا أو أننا لا نستطيع تمييز الأرقام فيها ليس بسبب عدم رؤيتنا بل بسبب انخفاض الطاقة التي تزود بها من قبل الخلية الشمسية وغالبا ما نقوم بتشغيل الإنارة المنزلية العالية لكي تستقبل الخلية الشمسية كمية أكبر من الضوء وعندها تقوم بتزويد الآلة الحاسبة بطاقة كافية لتشغيلها . المهم في الموضوع أنه من الناحية الكيفية فقد تم انتقال الطاقة الضوئية من اللمبة المنزلية وبشكل لا سلكي إلى الخلية الشمسية للآلة الحاسبة ولكن من الناحية العملية فإن هذه الطاقة الكبيرة المصروفة على النور لجعله يعمل لا تتناسب أبدا مع المطلوبة لجعل الآلة الحاسبة تعمل بل إنه يكفي لتشغيل أكثر من خمسين ألف آلة حاسبة !

 

ولكننا كما ترون اليوم نعيش في عالم اللاسلكي فكل شيء حولنا أصبح لاسلكي فالهاتف المحمول لا سلكي وبعض أنواع الهواتف المنزلية لا سلكية والراديو لا سلكي والتلفزين الأرضي لا سلكي والتلفزيون الفضائي لا سلكي والاتصالات الفضائية وإشارات التحكم بالأقمار الصناعية والمركبات الفضائية كلها لا سلكية فأين إذا النقطة الضائعة .

نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy
نقل الطاقة لاسلكياً Wireless Energy

النقطة الضائعة هي أننا نستخدم اللاسلكي في نقل المعلومات وليس أي أن هدفنا من اللاسلكي حتى اليوم هو نقل المعلومات ولذلك فنحن نهمل أو نتغاضى عن الهدر الكبير في الطاقة الناتج عن النقل اللاسلكي لهذه لأن ما يهمنا هو وصول التغيرات في الطاقة والتي تحمل المعلومات وليس نفسها وبالتالي فنحن حتى اليوم لم نستفد من الطاقة المنقولة لا سلكيا .

إن محطة البث التلفزيوني تبث بطاقة كبيرة قد تصل إلى مئات الواطات وأكثر ولكن التلفزيون في البيت يكفيه أن يصله بضع مللي واطات لكي يعمل بشكل ممتاز ولكنه يستخدم هذه المللي واطات كمعلومات وليس كطاقة للتشغيل وإنما يحصل على اللازمة لتشغيله من المقبس الكهربائي .

بدايات عملية : ولكن بعض الناس يقولون أن لا يجب أن نحسبها دائما بالشكل الظاهري أو بقوانين الفيزياء المجردة بل يجب أن نأخذ الموضوع بشكل أكثر تعمقا ونحسب كل الجوانب لنتخذ القرار الملائم في أنه متى وفي أي تطبيق.