حصاد الطاقة وانعكاسه المذهل على اتصال الإنترنت

انتشار التكنولوجيا الرقمية

في عالم يتسم بالانتشار الواسع للتكنولوجيا الرقمية، تصبح حاجة الاتصال بالإنترنت المستمر والموثوق ضرورية. وعليه، أصبح الاستهلاك المتزايد للطاقة التي توفر هذا الاتصال حاجة ملحة. من هنا، يأتي دور جمع الطاقة والاستفادة من الكميات الضائعة، في سبيل تشغيل هذه الأجهزة بطريقة أكثركفاءة وصديقة للبيئة، عبر مجموعة أساليب، منها:

• حصاد كهروضغطية

وهو كناية عن جمع الطاقة عن طريق المواد التي تولد الكهرباء تحت الضغط. بهذه الطريقة، مصادر الطاقة تكون هي المواد التي تتعرض للضغط من مصادر مختلفة، كحركة الإنسان واهتزازات عالية التردد والضوضاء الصوتية. وباستخدام تقنية جمع الطاقة الكهروميكانيكية (البايزوكهرباء)، يمكن إبتكار منتجات جديدة مثل جهاز التحكم عن بُعد بدون بطارية أو بلاط الأرضية بالبايزوكهرباء.

• الحصاد الكهروحراري

تتضمن هذه الطريقة جمع الكهرباء من خلال المواد التي تولد جهدًا كهربائيًا بسبب اختلاف درجات الحرارة بينها. عن طريق اختيار جسمين مختلفين عن بعضهما، يمكن إنشاء جهد كهربائي من خلال تضاد درجات الحرارة، ويتم جمعها من خلال جمع الطاقة الحرارية. ويجب الحفاظ على درجة حرارة الجسمين على نسبة ثابتة نسبيًا للحصول على جهد كهربائي مستقر. هذا النهج يفتح الباب أمام تطوير التقنيات المبتكرة مثل شواحن الهواتف المدعومة بالحرارة ومولدات الطاقة الحرارية للسيارات والشاحنات.

• جمع الطاقة البيروالكتريكية

ويتمثل بجمع الكهرباء من المواد التي تولد تيارًا نتيجة التغيرات في درجات الحرارة مع مرور الوقت. هذه الطريقة قليلة الاستخدام حاليًا. ويكمن مصدر الجهد في هذه الطريقة في تغيرات درجة الحرارة، وتُطبَّق في حالات محددة، اذ انها ليست مجهزة للأنظمة التجارية. ويمكن ذكر جهاز الاستشعار البيروالكتريكي هنا الذي يمكن استخدامه في حساسات التحسس تحت الحمراء السلبية (PIR) التي تلتقط إشارات الحرارة الناتجة عن الحركة القادمة، مثل إضاءة الهواء الطلق. ويُنشأ عنصر الاستشعار البيروالكتريكي داخل جهاز الكهرباء الصغير من الإشارة الحرارية القادمة من الشخص القادم، والتي تكفي لتشغيل الإضاءة.

تأثير جمع الطاقة

تكمن أهمية جمع الطاقة في إمكانية تمديد عمر أجهزة البطارية. على سبيل المثال، يمكن للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، التي يستخدمها الناس غالبًا للوصول إلى الإنترنت، الاستفادة من تقنيات جمع الطاقة، عبر جمع الطاقة المحيطة واستخدامها. اذ يمكن لهذه الأجهزة ان تعمل لفترات أطول دون الحاجة إلى إعادة الشحن بشكل متكرر. ولا ينعكس هذا الأمر ايجاباً على المستخدمين فقط بل أيضاً على البيئة، اذ انه يقلل أيضًا من التأثير البيئي السلبي المرتبط بالشحن المتكرر.

كذلك، يمكن أن يلعب جمع الطاقة دورًا حاسمًا في تشغيل أجهزة الإنترنت من الأشياء. وتتنوع هذه الأجهزة ما بين الأجهزة الذكية للمنزل وأجهزة الاستشعار الصناعية، والتي تحتاج إلى طاقة مستمرة للحفاظ على اتصالها. فالمصادر التقليدية للطاقة قد لا تكون عملية أو فعالة لهذه الأجهزة، خاصة تلك الموجودة في المناطق النائية أو الصعبة الوصول. فيما أن جمع الطاقة يقدم حلاً مستدامًا، يمكّن هذه الأجهزة من جمع واستخدام الطاقة من محيطها.

اضافة الى ما سبق، يمكن أن يساهم جمع الطاقة في تطوير شبكات أكثر مرونة. في حالات عدم استقرار أو عدم توفر إمداد الطاقة، مثل المناطق الريفية أو خلال الكوارث الطبيعية، يمكن لجمع الطاقة المساعدة في الحفاظ على اتصال الإنترنت. يتم ذلك من خلال تشغيل أجهزة الشبكة مثل أجهزة التوجيه (راوتر) ومحطات القاعدة باستخدام الطاقة المجمّعة، مما يضمن استمرارية عملها حتى في الظروف التحديثية.

تحديات هذه التقنية

على الرغم من الفرص الكبيرة التي يتيحها جمع الطاقة، الا انه يحمل في المقابل الكثير من التحديات. فكمية الطاقة التي يمكن جمعها من البيئة غالبًا ما تكون قليلة، ويمكن أن تتفاوت كفاءة تقنياتها. كما أن تخزين الطاقة المجمعة وإدارتها بطريقة فعالة قد يكون أيضاً أمرًا معقدًا. وعلى الرغم من هذه التحديات، فالجهود ما زالت تتركز على البحث والتطوير على تحسين كفاءة وجدوى هذه التقنية.

ختاماً، يتمتع جمع الطاقة بإمكانية تأثير كبير على اتصال الإنترنت. عن طريق توفير مصدر مستدام للطاقة للأجهزة والشبكات، والذي يسعى الى أن يُطَوِّل العمر الافتراضي للأجهزة، وأن يشغل أجهزة الإنترنت من الأشياء، كما أنه يساهم في تعزيز مرونة الشبكة. وعلى الرغم من التحديات التي تحملها هذه التقنية، إلا أن الاصرار على البحث الاضافي والتطوير في تقنيات جمع الطاقة أساسي لمستقبل أكثر استدامة.