يواجه العالم تحديات متزايدة تتعلق بارتفاع الطلب على الطاقة لتلبية متطلبات التنمية المستدامة، بالإضافة إلى الآثار البيئية والصحية الناجمة عن الانبعاثات الضارة؛ حيث يؤدي ارتفاع إنتاج الطاقة إلى زيادة الانبعاثات ما لم يتم تحسين كفاءة تحويل الطاقة، فمعظم الدول النامية تعتمد على الوقود الأحفوري، وهو مصدر رئيسي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الذي يعد المساهم الأكبر في الاحتباس الحراري، ومع كون قطاع النقل هو الثاني في استهلاك الطاقة بعد توليدها فإن الحاجة إلى تحسينات أو ابتكارات في محركات الاحتراق الداخلي باتت ضرورية لخفض الانبعاثات.

ومن المتوقع أن تشهد السنوات القادمة تطورات ملحوظة في وسائل النقل؛ حيث سيتم التركيز بشكل أكبر على زيادة الكفاءة وتقليل الانبعاثات الضارة؛ لذلك تحظى السيارات الكهربائية بتغطية إعلامية واسعة لأسباب عدة أبرزها: برامج الدعم الحكومي، وكفاءتها العالية، وقدرتها على خفض معدل الانبعاثات، لكن يُحتمل أن تُفهم بعض هذه المزايا بشكل غير دقيق، ولذلك فإن إنتاج الطاقة الكهربائية وكفاءة هذا النوع من المركبات لا يقتصران على الطاقة المتجددة وكفاءة المحرك الكهربائي فقط، بل هناك العديد من المتغيرات التي تؤثر بشكل مباشر عليهما: مثل سعر الكهرباء والوقود، وطريقة إنتاج كل منهما، فضلاً عن الموقع الجغرافي والظروف المناخية.

يعد الدعم الحكومي أحد أهم العوامل المحفزة لشراء السيارات الكهربائية، كما اتضح من التجربة الألمانية؛ حيث انخفضت المبيعات بنسبة 37% في يوليو 2024 بعد إلغاء الدعم في ديسمبر 2023، بالإضافة إلى ذلك تواجه السيارات الكهربائية عدة عقبات من بينها: نقص البنية التحتية لمحطات الشحن، وفترات الشحن الطويلة، وتكاليف استبدال البطاريات، وتأثر الأداء في الظروف المناخية القاسية، سواء كانت باردة أو حارة، كما أن مدى السير في السيارات الكهربائية عادةً ما يكون أقصر مقارنة بمركبات البنزين أو الديزل التقليدية.

عند مقارنة كفاءة محركات الاحتراق الداخلي التي تتراوح بين 25% و40% مع كفاءة المحركات الكهربائية التي تصل إلى 95% قد تكون هذه المقارنة غير منصفة إذا أغفلنا كفاءة إنتاج الكهرباء، ففي العديد من الدول النامية لا يعتمد إنتاج الكهرباء على الطاقة المتجددة، بل يعتمد بشكل أساسي على محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالوقود الأحفوري، ومن أفضل هذه المحطات كفاءةً التوربينات الغازية/البخارية المدمجة (combined-cycle gas/steam turbine) التي تبلغ حوالي 60%، إلى جانب ذلك تُضاف خسائر أخرى بنسبة تصل إلى 10% بسبب المحولات وشبكات نقل الكهرباء؛ لذلك يجب أخذ كل هذه المتغيرات بعين الاعتبار عند تقييم الكفاءة الإجمالية لإنتاج الطاقة الميكانيكية المستخدمة في وسائل النقل، بالإضافة إلى

ذلك تعاني العديد من الدول النامية من نقص في إنتاج الطاقة الكهربائية، مما يجعل من الصعب التخلي عن الوقود الأحفوري والاعتماد على الكهرباء كوسيلة رئيسية لتشغيل وسائل النقل؛ ولهذا من الواضح أن الاعتماد على السيارات الكهربائية كحل وحيد ليس واقعيًا في الوقت الراهن، بل إن الحل المقبول في الأوساط البحثية هو تطوير عدة أنظمة بشكل متوازي؛ بهدف زيادة الكفاءة وتقليل الانبعاثات الضارة.

من أبرز التقنيات المقترحة حاليًا في مجال أبحاث محركات الاحتراق الداخلي هو الاعتماد على الخليط الفقير بالوقود والمعروف ب (Lean burn combustion)؛ حيث يحقق هذا النوع كفاءة عالية ويقلل من فقد الطاقة الحرارية بسبب خصائصه، ومع ذلك فإن صعوبة إشعال الخليط وانخفاض سرعة اللهب هما أبرز عيوب هذا النظام، ولتقليل تأثير هذه العيوب توجه الباحثون إلى خيارات عديدة يمكن تلخيص بعضها فيما يلي:

1. الإشعال بواسطة الليزر مع استخدام غرفة احتراق ثانوية (Prechamber equipped laser ignition): في هذه التقنية، يتم إشعال خليط الوقود والهواء باستخدام الليزر، بينما يعزز تدفق الغازات المحترقة من غرفة الاحتراق الثانوية سرعة استهلاك الخليط

تساهم عملية تدوير النفايات في حماية كوكب الأرض والبيئة عن طريق تقليل كمية النفايات التي تٌلقى في المكبات كما تحافظ على الموارد الطبيعية كالمعادن والأخشاب التي تقلل من الحاجة إلى استخراج المواد الخام وتدخل تأثيرها على الاقتصاد العالمي حيث يتم استخدام هذه الموارد المعاد تدويرها بشكل مٌجدول ومستدام وتعتبر خطوة حيوية نحو مستقبل أفضل لصحة كوكبنا.

وتبقى الهيئة العامة للتعليم التطبيقي والتدريب جزءاً من المجتمع الكويتي المهتم بموضوع عملية إعادة التدوير من خلال مجالها التعليمي والتدريبي إلا أنه يعتبر القطاع الخاص من أكثر الجهات المهتمة في هذه العمليات ويوجد العديد من الشركات والمبادرين ودورهم الفعال والمؤثر بالمجتمع في تحويل النفايات إلى مواد مفيدة واستثمارية ومن هنا دار حديثاً بين مجلة صناع المستقبل و وليد سبيته شريك إداري في شركة "تدويري" وهي مهتمة في إعادة التدوير الإلكتروني والنفايات والمعادن، وبين لنا أهمية إعادة تدوير النفايات الالكترونية للحد من التأثير السلبي على البيئة وخطوات المعالجة الكيميائية وكيفية الاستفادة منها استثمارياً.

يعتبر مفهوم التدوير واسعاً بمجالاته المختلفة فهي عملية تحويل المواد المستعملة أو النفايات إلى منتجات وموارد جديدة بدلاً من رميها في المرادم والمكبات يتم حرقها دون جدوى وبالتالي يتسبب بالعديد من العواقب كالتلوث الجوي والاحتباس الحراري الناتج عن صعوبة تحليلها على مر السنين، فهذا المفهوم المعتاد لدى الجميع، لكن في الواقع يجهل الأغلب بأهمية عملية التدوير ومفهومه الفعلي فهو لا يقتصر على جهد شخصي فحسب حيث يمكن لعمليات التدوير أن تؤثر بالاستثمار والاقتصاد العالمي وعلى مستوى الدولة كذلك، ويستفيد منها المؤسسات وذلك من خلال عمليات التدوير للمواد المستعملة مما يقلل من تكاليف استخراج واستخدام المواد الخام الجديدة، فإذا التزمت المؤسسات على هذا النهج  سيكون مردودها إيجابي على تحسين الاستدامة الاقتصادية ويمكن أن توفر التكاليف الصحية للأيدي العاملة وتحافظ على البيئة وتعمل على زيادة الابتكار والإنتاجية في العديد من الصناعات، حيث أن استخراج المواد الجديدة يتطلب تكاليف باهظة قد تصل إلى الملايين لكن في حال عملية إعادة التدوير يمكن أن ينخفض مؤشر التكاليف والميزانية بشكل ملحوظ، بسبب تأثيرها على أسعار المواد الخام في السوق، فبزيادة نسبة المواد المعاد تدويرها ينخفض مؤشر مواد الخام الجديدة وبالتالي يضطر المستثمرون بتوحيد أسعار مواد الخام الجديدة لكي يحافظوا على استقرارها وبذلك يتم تطبيق مفهوم الاستدامة الاقتصادية، على سبيل المثال، إذا ارتفعت نسبة النحاس المعاد تدويره في السوق فإن ذلك يؤثر على استقرارية النحاس المستخرج من المناجم، لذلك فإن التدوير يلعب دوراً مهماً في تشكيل أسعار مواد الخام لدى المستثمرون وينعكس ذلك على إستراتيجيات التدوير في الاقتصاد العالمي، وهذه العملية قد يراها بعض المستثمرين صفقة خاسرة لكن الأغلب يراها صفقة عادلة، ويمكن استخراج العديد من المواد الثمينة كالذهب والفضة والنحاس وغيرها من خلال عمليات تدوير النفايات "الإلكترونية" وتشمل الهواتف النقالة والحواسيب والشاشات والبطاريات وجميع الالكترونيات المستخدمة، وهذا المجال يعتبر من أكثر المجالات المربحة والتي لها دور فعال في الحفاظ على البيئة كونها تستغرف أكثر من ٥٠ عاماً إلى مليون عام حتى تتحلل الالكترونيات لذلك يمكن تحويل هذه المخلفات إلى كنزاً يمكن الاستثمار والربح فيه، ومؤخراً أصبحت العديد من الشركات والمؤسسات تهتم بمجال إعادة تدوير النفايات الالكترونية لما فيها من مردود ربحي وتطوعي تتماشى مع تطبيق التنمية المستدامة.

ومن هنا تحدثنا مع سبيته في هذا الموضوع وأبدى رأيه قائلاً "أن هذه العملية دقيقة جداً لأن المعادن التي تحتويها الأجهزة إما نافعة أو ضارة ولابد من الاهتمام بهذا الشأن بسبب وجود مواد خطرة على صحة الإنسان، وهذه السموم قد تصل إلى المياه الجوفية، ولكن في حال خضوعها لعملية إعادة التدوير يتم التخلص من السموم فوراً بدلاً من رميها في المكبات والمرادم ثم تتحول السموم في البيئة، ومع مرور الوقت يتضخم حجم هذه النفايات إلى ٥٪؜ تقريباً.

وتعتمد العديد من المصانع المحلية في الكويت في حصولها على مواد الزئبق والرصاص والزنك من عمليات إعادة تدوير النفايات الإلكترونية من خلال المواد الموجودة داخل البطاريات والأجهزة الإلكترونية، ويتطلب تدويرها العديد من المراحل الكيميائية لمعالجتها، موضحاً أن هذه العمليات تتم بطريقة مختصرة فالخطوة الأولى هي تجميع القطع الالكترونية المراد تدويرها ثم فرزها ومن ثم تكسيرها وفي النهاية يتم فصل المعادن الثمينة التي تكون داخل هذه الإلكترونات، ثم يتم تحديد القطع للتجارة بها وطرحها في الأسواق العالمية.

 وهنا ضرورة توضيح أن الأمر ليس معقداً لكن يتطلب الدقة في مرحلة المعالجة لاحتواء هذه المخلفات على العديد من قطع الذهب والفضة والبلاتينيوم والنحاس، التي تعتبر من أغلى المعادن بالعالم ويمكن الاستفادة منها في مجال الصناعة كصناعة المجوهرات وإنتاج الاستهلاكيات.

 وأكد سبيته على دور عملية تدوير النفايات الإلكترونية في الحد من التأثير السلبي على البيئة قائلاً "أن النفايات الإلكترونية مشكلة ملحة لكن لها حلول إيجابية، كتوقيع الصفقات مع بعض المؤسسات المحلية والبنوك  لإعادة تدوير النفايات الإلكترونية وحفظ الموارد الطبيعية والتقليل من الردم، فكل الإلكترونيات لها مصير في عمليات التدوير، كما أنه يمكن خلق العديد من فرص العمل الجديدة والمتنوعة لكن يحتاج الأمر إلى جهود بسيطة من المؤسسات لاستقطاب المستثمرين بمجال التدوير والأيدي العاملة، ويمكن الاستفادة من مجالات الهندسة والعلوم والمختبرات وغيرها من التخصصات لاستغلالها بمجال التدوير، لذلك من المهم جداً العمل على تعزيز الوعي لدى الفرد والمجتمع بأهمية التدوير ومفاهيمه وإدخالها في العملية التعليمية من خلال شملها في المناهج الدراسية لأن التغير يبدأ من التعليم لنشر أهميتها ومفهومها  في إستراتيجيات التنمية المستدامة

تعتبر المولدات الكهربائية من أهم مكونات المنظومة الكهربائية وتليها بالأهمية محولات القدرة الكهربائية حيث تعتبر من أكثر مكونات الشبكة الكهربائية انتشاراً وتنوعاً .وهي التي جعلت من الممكن نقل كميات كبيرة من القدرة الكهربائية لمسافات طويلة ممكناً عملياً حيث تنتج الطاقة الكهربائية في محطات التوليد بجهد كهربائي بحدود 20kv وإذا تمت عملية النقل بنفس قيمة جهد التوليد فإننا بحاجة إلى عدد هائل من الموصلات سواء في الخطوط الهوائية او الكابلات الأرضية وذلك بسبب قيمة التيار العالية حيث قد يصل عدد الكابلات لنقل الطاقة الكهربائية الناتجة من محطة التوليد إلى ما يقارب 200 كيبل من القياس الكبير ذات مقطع 2300 mm . ولحل هذه المشكلة يتم استخدام محولات القدرة الكهربائية وذلك لنقل نفس القدرة الكهربائية ولكن من خلال رفع الجهد الكهربائي إلى جهد النقل المناسب لكل شبكة ومن ثم خفض التيار فيصبح من السهل استخدام عدد مناسب من الكابلات الأرضية والخطوط الهوائية وذات مقطع مناسب للموصلات .

إن عملية رفع جهد التوليد 20 kv إلى قيم عالية للنقل في الشبكة المحلية 400 kv يجعل عملية النقل ممكنة وذات جدوى اقتصادية ويؤدي إلى استقرار المنظومة الكهربائية ويقلل من المفاقيد الكهربائية power losses ويحسن تنظيم الجهد voltage regulation وذلك من خلال خفض الهبوط في الجهد voltage drop في الخطوط الهوائية والكابلات الأرضية أثناء مرحلة النقل .

إن مبدأ عمل محولات القدرة الكهربائية مبني على قانوني فارادي الأول والثاني . فعند مرور تيار كهربائي متردد AC في ملف ينتج في محيط الملف فيض مغناطيسي متردد أيضاً . وعندما يقطع فيض مغناطيسي متردد ملف فإنه يولد جهد كهربائي مستحث induced voltage على

أطراف الملف تعتمد قيمته بشكل أساسي على عدد لفات الملف الابتدائي N1 وعلى عدد لفات الملف الثانوي N2 الشكل 1.

ويتركب محول القدرة الكهربائي أحادي الوجه single phase من ملف ابتدائي جهة المصدر عدد لفاته N1 وملف ثانوي جهة الحمل عدد لفاته N2 وقلب حديدي iron core يحمل الملفين وينقل الفيض المغناطيسي بينهما . بينما يتكون المحول ثلاثي الأوجه من ثلاثة ملفات ابتدائية وثلاثة ملفات ثانوية موصلة على شكل دلتا Δ أو نجمة Y أو زقزاق Zigzag.

وتصنف محولات القدرة الكهربائية ثلاثية الأوجه حسب مادة العزل كمحولات زيتية oil immersed او محولات جافة dry وعلى حسب طريقة توصيل الملفات على شكل دلتا Δ او نجمة Y او زقزاق Zigzag وحسب عدد الملفات الثانوية two winding transformer وذلك عند وجود ملف ابتدائي وملف ثانوي واحد أو three winding transformer (Tertiary ) في حال وجود ملفين ثانويين . وتصنف كذلك كمحولات قدرة power transformer وذلك للقدرات العالية ومحولات توزيع distribution transformer للقدرات الأقل . وتصنف كذلك حسب نظام التبريد فمنها من يستخدم الهواء الطبيعي للتبريد ONAN أو المراوح للتبريد ONAF وللمحولات الكبيرة تتم عملية تبريد الزيت من خلال سحب الزيت الحار من المحول خلال مضخات وسحب الزيت البارد

من نظام التبريد إلى داخل المحول OFAF . وفي الشبكة المحلية تصل قدرات محولات القدرة الكبيرة إلى 750 MVA .

ويتكون المحول من الجزء الفعال وهو الملفات الابتدائية والملفات الثانوية والقلب الحديدي بالإضافة لمكونات إضافية أخرى مثل الخزان الرئيسي المليء بالزيت ويحتوي المكونات الفعالة والخزان الاحتياطي ومغير الجهد tap-changer ومبين مستوى الزيت وقياس حرارة الزيت وحرارة الملفات ومراوح التبريد والمتنفس breather silica gel و صندوق نهاية الكابلات للجهد العالي وللجهد المنخفض أو عوازل الاختراق bushings وذلك حسب نوع المحول إذا كان داخلي أو خارجي الشكل 2. ويعتمد عدد هذه الأجهزة الإضافية على حجم المحول MVA وأهميته .

تعتمد الثورة الصناعية الخامسة المذهلة التي نعيشها اليوم على التصنيع الرقمي، والذي يعتمد بدوره على ثلاثة عناصر أساسية متداخلة ومترابطة فيما بينها: النمذجة ثلاثية الأبعاد (3D modeling) والإلكترونيات (Electronic) والبرمجة (Programming).

جمعت Autodesk هذه العناصر الثلاثة في أداة قويّة مجانية سهلة الاستخدام مبنية على الويب تسمى تنكركاد (Tinkercad)، فقد تم إطلاقها كأداة مجانية للنمذجة ثلاثية الأبعاد على الويب عام 2011، وبسبب شعبيتها الكبيرة استحوذت Autodesk عليها عام 2013، ثم في عام 2017، أضافت Autodesk إليها صفحة محاكاة الدوائر الإلكترونية، وفي وقت لاحق أضافت كتل البرمجة المرئية.

وترجع شعبية تنكركاد (Tinkercad) إلى عوامل عدة منها: uكونها مجانية تماماً، vوهي متاحة عبر أي متصفح ويب wولبساطتها وسهولة استخدامها xولخيار الوصول السهل إليها باستخدام الكمبيوتر الشخصي أو اللوحي yولأنها أداة هامّة للمدرسين في الفصول الدراسية، zولكونها تجمع مع النمذجة والإلكترونيات البرمجة الكتلية المرئية.

يستخدم تنكركاد (Tinkercad) من قبل الطلاب والهواة المبتدئين للدخول في عالم التصميم ثلاثي الأبعاد وتحويل أي فكرة يمكن تخيلها لواقع ملموس بطباعتها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أو عبر القطع بالليزر، كما تستخدمه العديد من المدارس في فصول بناء المشاريع الإبداعيّة، ويوفر تنكركاد (Tinkercad) خيارات كبيرة للتعديل على النماذج بسهولة.

تجمع تنكركاد ثلاثة أدوات للمحاكاة والنمذجة:

1. النمذجة ثلاثية الأبعاد (3D modeling).
2. الإلكترونيات (Electronics).
3. كتل التعليمات البرمجية المرئية (Visual Code Blocks).

يعد التصميم ثلاثي الأبعاد (3D Design) في Tinkercad طريقة رائعة لتعلم أسس النمذجة الصلبة والتي تعتمد على بناء الأشياء بأشكال بدائية عن طريق سحب وإفلات الأشكال المعدة مسبقًا في مساحة العمل، ومن خلال الجمع بين هذه التصميمات الصلبة والمعدة مسبقًا يمكن إنشاء تصميمات فريدة.

وكذلك بإمكانك محاكاة وتشغيل واختبار الدوائر الإلكترونية (Electronic circuits) وبنائها باستخدام Tinkercad والتي تحتوي على تشكيلة كبيرة من العناصر الإلكترونية الأساسية وأجهزة القياس والاختبار، وذلك قبل التطبيق العملي في الحياة الواقعية، فهي طريقة إبداعية رائعة لبناء الدوائر الافتراضية والتعلم والإصلاح.

كذلك ستجد في Tinkercad العديد من لوحات الميكروكنترولر الشهيرة مثل الأردوينو والبيك وغيرها، لذلك وفرت لك أداة محاكاة برمجية عبر كتل التعليمات البرمجة المرئية (Visual Code Blocks) أو عبر البرمجة باستخدام C++، كما أن تنكركاد تحوي الكثير من كتل التعليمات البرمجية الجاهزة.

ومن الرائع أن تنكركاد (Tinkercad) وفرت أدوات إدارة الفصول الافتراضية للمعلمين والتي تبسط عملية تسجيل دخول الطلاب، كما توفر توزيع الأدوار وتعيين الأنشطة الصفيّة ومراقبة التقدم وتقييمه، وهي أداة متوافقة مع Apple وGoogle Classrooms..

لذلك كله يمكن استخدام تنكركاد (Tinkercad) بأساليب مختلفة في الفصول الدراسية، إمّا بإنشاء تصميمات تعتمد على مفاهيم علمية أو أن يتم عرضها في الفصل الدراسي، ويمكن بها عمل المسابقات القائمة على التحدي بين الطلاب لتصميم وحل مشكلة حقيقية يتم منحهم بضعة أيام لإيجاد  الحلول واختبارها، كما يمكن إضفاء الحيوية على العلوم والرياضيات وحتى مفاهيم اللغة الأجنبية من خلال تصميم وطباعة كائنات حول محتوى الوحدة التعليمية.

بقلم م. عبدالغفار عبدالكريم إسماعيل

ازداد الاعتماد على الهاتف بشكل كبير وازدادت أهميته في حياتنا اليومية حيث يشغل أكثر من 88% من وقتنا، فأصبح الهاتف جزء لا يتجزأ من حياتنا اليومية حيث يتم استخدامه في المنزل، العمل، المستشفى، وحتى أثناء السير في الشارع، وذلك يفتح باب العديد من الفرص والربح لمنشئي ومطوري التطبيقات الهاتفية.

إن الصحة هي الأهم في حياة الإنسان ويجب المحافظة عليها من خلال اتباع أسلوب حياة صحي لتقليل أخطار الإصابة بالأمراض، من أهم التطبيقات التي تساهم في ذلك وتسهل الحياة اليومية هي فئة التطبيقات الصحية، التي تساهم في الحفاظ على صحة الإنسان من خلال المميزات العديدة التي توفرها. من التطبيقات الصحية التي نسلط الضوء عليها:

My Therapy تطبيق

يتيح التطبيق إمكانية حفظ وتسجيل الوصفات الطبية وتسجيل قياسات الفرد الطبية مثل معدل السكر وضغط الدم، يتميز التطبيق أيضاً بخاصية التذكير بموعد الأدوية وأيضاً تسجيل وحفظ الأعراض أو الانتكاسات التي تواجه الفرد في حياته اليومية.

Daily Workouts تطبيق

كلنا يعلم الفوائد العديدة للرياضة منها تقوية القلب وزيادة ضخ الدم في الجسم وذلك يعود بالفائدة على صحة الانسان وزيادة مقاومته للأمراض، يتيح هذا التطبيق العديد من التمارين الرياضية اليومية التي تحافظ على الصحة واللياقة البدنية.

Heartify تطبيق

يعتمد هذا التطبيق اعتماد كلي على الحساسات المتواجدة في الأجهزة الذكية ، يتم استخدام هذه الحساسات لقياس وقراءة نبضات القلب وعرضها للمستخدم، يتم أيضاً حفظ سجل بنبضات قلب المستخدم يومياً وأسبوعياً والمقارنة فيما بينها، وقياس نسبة التوتر والطاقة للمستخدم.

هل سيتغلب التعليم الإلكتروني على التعليم التقليدي؟

أجبرت جائحة كورونا العالم أجمع على التحول من الحياة الواقعية إلى الحياة الافتراضية في جميع مجالات الحياة بما في ذلك مجال التعليم، فأصبح التعليم التقليدي يُستبدل بالتعليم الإلكتروني حتى بعد الانتهاء من الجائحة، فهل سيتغلب التعليم الإلكتروني على التعليم التقليدي؟

التعليم التقليدي:

يعد التعليم التقليدي من أقدم طرق التعليم التي عرفها الإنسان، وهو أكثر أساليب التعليم انتشاراً في العالم ونرى ذلك في المدارس التي يذهب إليها أطفالنا يومياً، فهو عملية التعليم التي تتم بين المعلم والمتعلم من خلال تواصلهما مباشرةً وتواجدهما جسدياً في نفس المكان والزمان.

مميزات التعليم التقليدي:

·       التواصل الاجتماعي: حيث يسهم في تطوير شخصية الطالب وصقل مهاراته الاجتماعية.

·       تطوير العلاقات الشخصية: يساعد الطالب على إنشاء علاقات قد تمتد لأعوام عديدة.

·       تعزيز روح التعاون بين الطلبة: والذي يسهم في إعداد الطالب للحياة العلمية والعملية المستقبلية.

عيوب التعليم التقليدي:

·       يستوجب حضور المتعلم شخصياً

·       قد يتم الاستغناء عنه في الجائحات العالمية

·       قد يعوق من تطور المنظومات التعليمية

 التعليم الإلكتروني:

يشكل التعليم الإلكتروني أهمية كبيرة في العملية التعليمية الحديثة من خلال تطوير ومواكبة المنظومات التعليمية في الدول المتطورة، فهو التعليم الذي لا يستوجب وجود المعلم والمتعلم في نفس المكان والزمان، بل من الممكن أن يكون المعلم في مكان والمتعلم في مكان آخر وما يربطهم هو التطبيقات المختلفة المتخصصة في التعليم الإلكتروني.

مميزات التعليم الإلكتروني:

·       سهولة الوصول إلى المعلومات والدروس في أي مكان وزمان

·       إمكانية إعادة وتسجيل الدروس الفائتة

·       المساهمة في تطوير المنظومة التعليمية من خلال استخدام أحدث تقنيات التعليم.

عيوب التعليم الإلكتروني:

·       لا يمكن استخدام التعليم الإلكتروني في جميع التخصصات، معظم التخصصات تحتاج إلى تطبيق عملي وحضور شخصي مثل تخصصات الطب والهندسة.

·       قلة التركيز

·       أضرار صحية مثل ضعف النظر وآلام الجسد

من أشهر التطبيقات الإلكترونية التي تساهم في التعليم الإلكتروني:

·       Microsoft Teams

·       Baims

·       Uula

·       Coursera

·       Future Learn

·       Alison

بقلم : عبدربه محمد عبدربه عاشور

قسم الكهرباء – المعهد المهني

نظام سمارت هوم هو أحد تطبيقات (internet of things) IOT  الذي يسمح لنا بالتحكم في الإنارة المنزلية والأجهزة الكهربائية بشكل عام ومراقبتها عن بعد لاسلكياً من خلال الهواتف الذكية عبر شبكات الواي فاي المحلية وعبر الإنترنت، وبهذه الطريقة بمكننا التحكم

في المكونات الكهربية من خلال الهاتف المحمول الخاص.

ما هي مكونات نظام سمارت هوم؟

يعتمد نظام سمارت هوم بشكل رئيسي على موديول يقوم بالاتصال بشبكة الواي فاي ويحتوي على مجموعة من المفاتيح الالكترونية و يسمي ( المتحكم ).

وتختلف المتحكمات عن بعضها البعض بشكل عام من حيث عدد الخطوط التي تدعمها فهناك المتحكمات الكبيرة المركزية التي تدعم 12 خط أو أكثر وهناك المتحكمات الصغيرة اللامركزية التي تدعم خطين أو 4 خطوط.

ويتم توصيل تلك المتحكمات بطريقة معينة لتعمل بالتوازي مع مفاتيح الكهرباء ثلاثية الأطراف الخاصة بالإنارة أو الأجهزة الكهربائية.

كيف يعمل نظام سمارت هوم؟

يعمل نظام سمارت هوم عن طريق تطبيق يتم تحميله على الهاتف الذكي يقوم بربطه بالمتحكمات عبر شبكة الواي فاي لتتمكن من مراقبة الأجهزة المتصلة والتحكم بها بشكل لحظي.

و في المتحكمات الحديثة يتم الربط أيضا على مستوي شبكة الإنترنت حيث يُمكنك ذلك من مراقبة الأجهزة والتحكم بها بشكل لحظي من أي مكان بالعالم.

مبدأ عمل أي نظام سمارت هوم:

في أي نظام سمارت هوم هناك ثلاث عناصر رئيسية:

الهاتف الذكي ـ الشبكة ـ المتحكمات وبه مجموعة من المتحكمات متصلة بشبكة الواي فاي:

ـ المتحكمات المتصلة بمجموعة من الأجهزة ( الإنارة ـ التكييف ـ المروحة ـ التلفزيون )

ـ يتم إصدار الأوامر عن طريق الهاتف الذكي .

ـ الأوامر تنتقل عن طريقة الشبكة ( الواي فاي أو الإنترنت).

ـ تقوم المتحكمات بتنفيذ الأوامر في الأجهزة المتصلة بها .

في نفس الوقت المتحكمات تبث تقارير مثل ما هو واضح من البرنامج الموجود علي الهاتف الذكي ( التكييف لا يعمل و المراوح تعمل ـ و يوجد إنارة شغالة .... تقارير تصدرها المتحكمات وترسلها عن طريق شبكة الواي فاي ليتم عرضها على شاشة التليفون الذكي Smartphone

أنواع متحكمات سمارت هوم و الفرق بينها :

تختلف المتحكمات بشكل رئيسي من حيث:

• عدد الخطوط التي تدعمها .
• القدرة الكهربائية لكل خط.
• دعم نظام ديفاتير ( لتعمل بجانب المفاتيح التقليدية)
• إمكانية التحكم عبر شبكة الانترنت
• خاصية Self - Optimization
• درجة الحماية و الخصوصية.
• عدد المتحكمات التي يمكن توصيلها على نفس الشبكة.

1. عدد الخطوط التي تدعمها :  متحكمات تدعم (خط واحد ـ  متحكمات خطين ـ  متحكمات أربع خطوط  ـ متحكمات 6 خطوط ـ متحكمات 12 خط ـ ..... )

2. القدرة الكهربائية لكل خط:  كم واط يمكن تحميله على كل خط .

3. دعم نظام الديفاتير : حتى يعمل النظام بجانب المفاتيح التقليدية لأن المتحكم الذي لا يدعم نظام الديفاتير يتسبب بمشكلة كبيرة لأن التحكم يكون بالموبايل فقط.

4. إمكانية التحكم عبر شبكة الإنترنت.

5. خاصية Self – Optimization : هذا الجهاز متصل بشبكة الواي فاي فتكون الإشارة قوية أحياناً وضعيفة أحياناً، سرعة نقل البيانات تختلف من وقت لآخر فيجب أن يتوفر في المتحكمات هذه الخاصية تجنباً لمشاكل الشبكات.

6. درجة الحماية و الخصوصية.

7. عدد المتحكمات التي يمكن توصيلها على نفس الشبكة: وتتوفر في الأماكن الكبيرة والمتحكم الموجود بالصورة من النوع Axun Automationيدعم 4 خطوط ـ 2200 وات لكل خط ، ويمكن لهذه المتحكمات عن طريق مديولات رفع عدد الأحمال بشكل لا نهائي ـ يدعم نظام ديفاتير والتحكم عن طريق الإنترنت ـ بها خاصية Self Optimization ـ وهي مناسبة مناسب للأماكن الكبيرة.

تطبيقات عملية على نظام سمارت هوم:

1. التحكم في الإنارة عن طريق الهواتف الذكية.

2. التحكم في الأجهزة المنزلية عن طريق الأجهزة الذكية.

3. الإنارة التلقائية المعتمدة على مستشعرات الحركة أو الحرارة.

4. التحكم في درجة حرارة المكان بشكل آلي.

5. التحكم في مواتير ضخ المياه وأنظمة الري الحديثة.

6. أنظمة الحماية الحديثة وأجهزة الإنذار.

7. التحكم في محابس الغاز الطبيعي عن طريق الهواتف الذكية.

8. التحكم في الأبواب و الشبابيك والستائر عن طريق محركات سيرفو  وأي شيء تقريبأ.

و الكثير من التطبيقات الأخرى التي يمكن ابتكارها والإبداع فيها...

الطرق المختلفة لتركيب أنظمة سمارت هوم:

أ. التحكم التلقائي بناء على المستشعرات:  فيها يتم توصيل المستشعرات في المكان المناسب و ربطها مباشرة بالخطوط المراد التحكم بها.

ب ـ التحكم عن طريق الهواتف الذكية :

يوجد ثلاث أنظمة للتحكم ( أنظمة التحكم المركزية ـ أنظمة التحكم الشبة مركزية ـ أنظمة التحكم اللامركزية)

أولا أنظمة التحكم المركزية:

يعتمد نظام سمارت هوم المركزي على متحكم كبير ( 12 خط أو أكثر ) و يتم تركيبه بالقرب من لوحة التوزيع الرئيسية، ويتم توصيله بكل مفاتيح المنزل عن طريق مد ( سلكين لكل مفتاح ) بداخل الجدران، ويتميز هذا النظام بأعلى معدلات الاستقرار والسرعة  وتكون كل مكونات النظام مخفية بالكامل بداخل الجدران فلا يؤثر مطلقا على ديكور المكان، ويتم تنفيذه في حالة أن المكان المراد التركيب فيه تحت التأسيس.

ثانيا أنظمة التحكم  الشبه مركزية:

يعتمد نظام سمارت هوم الشبه مركزي على متحكمات متوسطة ( 6 خط مثلا) يتم تركيب متحكم بكل غرفة، و يتم توصيله بكل مفاتيح الغرفة عن طريق مد ( سلكين لكل مفتح) بداخل الجدران، ويتم تنفيذه في حالة أن المكان المراد التركيب فيه تحت التأسيس وعدم الرغبة في مد الكثير من الأسلاك عبر الجدران، كما يوجد لكل غرفه نظام تحكم مركزي مستقل بذاته في التركيب، وتتصل الغرف ببعضها لاسلكياً لتعمل كنظام متكامل يمكن التحكم به من الهاتف الذكي.

ثالثاً أنظمة التحكم اللامركزية:ـ

يعتمد نظام سمارت هوم اللامركزي على مجموعة من المتحكمات الصغيرة ( 2 خط أو 4 خط ) و يتم تركيبها مباشرة تحت مفاتيح الإنارة، وتوصيلها بالمفاتيح مباشرة دون الحاجة لمد أي أسلاك بداخل الجدران، كما يتميز هذا النظام بسهولة وسرعة تنفيذه حتى بعد التشطيب، وغالباً ما يتم تنفيذه في حالة إذا ما كان المكان المراد التركيب فيه قد تم تشطيبه بالفعل، وتتصل المتحكمات ببعضها لاسلكياً لتعمل كنظام متكامل يمكن التحكم به من الهاتف الذكي، ومن مميزاته كذلك تمتعه بالخصوصية أكثر بحيث يمكن للفرد التحكم بالغرف الخاصة به فقط دون الحاجة لرؤية الغرف الأخرى، ومكن تنفيذه بعد التشطيب. 

إعداد الزميل/ عبدالله عبد الوهاب

تحرص كبرى الشركات على دعم عملية توصيل بضائعها ومنتجاتها من خلال التعامل مع عدة وسائل متاحة ابتداءً من السيارات والدراجات ووصولاً إلى طائرات "الدرون"، فقد كشفت أمازون مؤخراً عن وسيلة جديدة للتوصيل وهي عبارة عن سيارة ذاتية القيادة من دون سائق، حيث أتت هذه الخطوة لتدعم وتسهل عملية توصيل المنتجات من خلال الطلب وتسجيل الطلب وثم تتبع السيارة للموقع، وعند وصولها يتم طلب رمز سري ورقم الشحنة.

 أمازون ليست الشركة الوحيدة في هذا المجال، فقد بدأت أيضاً "دومينوز بيتزا" بتجربة وتطوير توصيل الطلبات بسيارات مزودة بسخانات لإبقاء البيتزا ساخنة عند الوصول كما يكن الدفع بتقنية الـ " التاب" بدلاً من الدفع النقدي.

توفر خدمة توصيل الطلبات من غير سائق مزايا عديدة للشركات، التي تصب في مصلحتها مثل توفير الوقود والتوصيل السهل من خلال التحكم بالسيارة عبر تقنية الجيل الخامس.

وكما أن لهذه الخدمة مزايا وايجابيات فهناك بعض العيوب وأوجه القصور التي تشوبها مثل عدم إمكانية تغطية كافة المناطق ونعني بذلك المناطق الريفية، كما أن القيادة في الطرق العامة بجانب بعض المستهترين قد يُعرض عملية التوصيل للعطل أو السطو، ولعل أكبر مشكلة تواجه هذه الخدمة، هي معارضة ومخاوف سائقي التوصيل على مستقبلهم الوظيفي فيمكن أن يتم  الاستغناء عنهم وعن خدماتهم بهدف التوفير، إلا أن بعض الشركات مثل "تيسلا" و"فولفو" أكدوا على أهمية وجود سائق داخل السيارة الذاتية القيادة للإشراف والتدخل في حال حدوث أي طارئ، كما كشفت كلا الشركتين عن شاحنات كبيرة ذاتية القيادة بحيث يمكن للسائق الاسترخاء وتناول الطعام أثناء الرحلة وتكون مزودة بمرافق خاصة كالمطبخ الصغير ودورة مياه وسرير للنوم وهو الأمر الذي سيزيد انتاجية وفعالية السائقين وتقليل الارهاق والتعب.

مفهوم علم الميكانيكا والحركة

م : احمد صالح الوكاع

معهد التدريب المهني

ما هو علم الميكانيكا ؟

علم الميكانيكا هو العلم الذي يهتم بدراسة حركة الأجسام عند تعرضها للقوى المختلفة أو حتى عند كون الجسم في حالة السكون، ومن أهم مظاهر الحركة التي يتم دراستها هي قدرة القوى المختلفة في التأثير على الأجسام وبالتالي كيفية تأثير هذه الأجسام على بعضها، حيث يستطيع الشخص معرفة سلوك الجسم عن طريق معرفة القوى المؤثرة عليه.

يمكننا القول بأن علم الميكانيكا يعتبر هو أول وأكثر أنواع العلوم تطوراً، حيث نجح هذا العلم في دراسة حركة القمر والأرض والعديد من الكواكب والكويكبات الأخرى، وينقسم هذا العلم إلى ثلاثة أنواع :

1- علم السكون : وهو العلم الذي يختص بدراسة القوى المؤثرة في الجسم الساكن .

2- علم الحركة المجردة : يعمل هذا العلم على دراسة الحركات المحتملة لجسم أو عدة أجسام.

3- علم الحركة : أما هذا النوع من العلم فيقوم بدراسة وتنبؤ الحركة المحتملة في ظروف معينة.

كما يمكن يمكن تقسيم علم الميكانيكا أيضاً تبعاً لنظام الأجسام الذي يراد دراستها، مثال على ذلك حركة نظام يحتوي على جسمين أو أكثر يؤثرون بقوة على بعضهم البعض وقد يتأثرون بقوى خارجية.

كيف يمكن لأشعة الشمس تحلية مياه البحر للمجتمعات الساحلية؟

بقلم : حسن زارع حسن

شهد موسم الصيف هذا العام ارتفاعًا مضطرداً بدرجات الحرارة وجفافًا شديداً بمناطق عديدة حول العالم، مما يُعد بمثابة تذكير بأنّ ندرة المياه هي قضية مُلحّة تزداد سوءًا مع تغير المناخ.

ووفقًا لمنظمة الصحة العالمية، يفتقر أكثر من ملياري شخص حول العالم إلى سهولة الوصول إلى المياه النظيفة، وبالنسبة لبعض البلدان، تُقدّم محطات تحلية المياه حلاً، من خلال إزالة الملح، أي تنقية مياه البحر لتلبية احتياجاتها من المياه العذبة وتعتبر منطقة الشرق الأوسط من أكثر تلك البلدان استخداماً لتقنية تنقية مياه البحر حول العالم.

ولكن مثل هذه المحطات، التي لا تزال تعمل غالبًا بالوقود الأحفوري، تستهلك الكثير من الطاقة، وتنتج العملية مياه صرف مالحة للغاية، تُعرف باسم المحلول الملحي، والتي يمكنها أن تُلحق الضرر بالنظم البيئية البحرية وكذلك الحيوانات عندما تُضخ مرة أخرى في مياه البحر.

لهذا السبب، تقوم بعض الشركات بتحديث تقنية التقطير الشمسي التي يعود عمرها لقرون من الزمن، والتي تستعين بالطاقة الشمسية فقط لتنقية المياه، وفي حين أنّ هذه التقنية لا تزال بعيدةً كل البعد عن إنتاج كميات من المياه العذبة التي تنتجها محطات تحلية المياه، إلا أنها قد تكون ذات قيمة للمجتمعات النائية أو المجتمعات الساحلية .

المقطر الشمسي العائم:

تسعى شركات تحلية المياه إلى تطوير جهاز عائم لتقطير المياه من دون الحاجة إلى الكهرباء أو إنتاج محلول ملحي، ويتخذ الجهاز شكل دفيئةٍ تطفو على سطح المحيط، حيث تقوم حرارة الشمس بتبخير المياه تحت هيكل الدفيئة، وتفصلها عن بلورات الملح التي تُترك في البحر، وعندما تبرد درجات الحرارة، يتكثف بخار الماء كمياهٍ عذبة متجمّعًا داخل الدفيئة، وهو بذلك يحاكي دورة الماء الطبيعية.

أن التبخّر الشمسي يُستخدم منذ فترة طويلة لهذا الغرض، ولكنّه عادة ما يتضمن وضع الماء داخل خزان حيث يُترك الملح بمجرد تبخر الماء، على عكس المقطرّات الشمسية التقليدية، فالجهاز يطفو في المحيط، ويسحب المياه مباشرة من البحر، ومن مميزاته أنّ الملح لا يتراكم داخله، لأن زاوية أسطوانة التجميع تمنع قطرات الماء من التبخّر عائدة إلى البحر.

وفي الآونة الأخيرة تتسابق العديد من الشركات العالمية في إنتاج المياه العذبة من دون انبعاثات كربونية وبلا رفض للمحلول الملحي.

ومن المعروفإذا كنت تنتج مياهًا (عذبة) على سطح البحر وتستخدمها للزراعة، فيمكنك السماح بتجديد الأراضي الصالحة للزراعة بشكل فعال، حيث تعمل هذه التقنية بشكل جيد مع بلدان مثل الجزر النائية، التي لا يتوفر لديها سوى القليل من الأراضي لمحطات تحلية المياه.

ومؤخراً تم تطوير وحدة تحلية بحرية عائمة تتكون من مبخر متعدد الطبقات يعيد تدوير الحرارة المتولدة عندما يتكثف بخار الماء، مما يعزز من كفاءتها الإجمالية، وبينما لا تزال قيد الاختبار، هذه التقنية إلا أنها تخدم المناطق الساحلية القاحلة النائية لتوفير مصدر مياه فعّال ومنخفض التكلفة.

يمكن تهيئة المحطة كلوّح عائم على سطح البحر، لتوصيل المياه العذبة عبر الأنابيب إلى الشاطئ، أو يمكن تصميمها لخدمة أسرة واحدة، باستخدامها فوق خزان مياه البحر.

ويعتقد الخبراء ، أنّه من غير المرجح أن تحل ابتكارات الطاقة الشمسية محل تحلية المياه التقليدية، إلا أنّها قد تكون إضافة للتقنية الحالية، ما يقلل من البصمة الكربونية الكلية لتحلية المياه، فتحلية المياه تحتاج عادةً إلى توفير إمدادات مياه يمكن التنبؤ بها ، وستكون هناك مخاوف محتملة بشأن مدى تأثير التغيرات اليومية والموسمية على القدرة على تحقيق الحد الأدنى من متطلبات الإنتاج. وتتمثل نقاط الضعف هذه التقنية بكفاءتها المنخفضة الجوهرية، وتميل إلى شغل مساحة كبيرة لكمية المياه الضئيلة التي تنتجها، حيث أثبتت المحطات التجريبية قدرتها على إنتاج حوالي خمسة لترات من المياه العذبة في الساعة لكل متر مربع من منطقة تجميع الطاقة الشمسية.

وتشير المعطيات إلى إمكانية توفر تحلية كافية لزراعة محاصيل أقل استهلاكًا للمياه، مثل الفطر، ومع تحسّن الأجهزة يمكن أن تبدأ في استهداف محاصيل أخرى مثل الخس أو الطماطم.

ورغم التحديات، نعتقد أن المقطرات الشمسية ستصبح يومًا ما مصدرًا مهمًا للمياه العذبة، وعلينا أن نقبل حقيقة أن مياه البحر يجب أن تلعب دورًا رئيسيًا في توفير المياه العذبة، لكنّنا بحاجة إلى حلٍ يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ويزيل المحلول الملحي تمامًا.