هناك العديد من المجتمعات والأشخاص حول العالم الذين لا يملكون الكهرباء. في القرن الحادي والعشرين، يكاد يكون من المستحيل تخيل الحياة بدون كهرباء: دون أن تكون قادرًا على استخدام الهاتف الخليوي أو الحصول على الإنترنت أو تبريد الطعام أو حتى شيء أساسي مثل الضوء في الليل. بالنسبة لهذه المجتمعات، لا يؤثر نقص الضوء على نوعية الحياة فحسب، بل يؤثر أيضًا على الصحة والتعليم. وقد أدى فهم هذا الواقع إلى البحث عن حلول مبتكرة تسمح بإيصال الضوء إلى هذه الأماكن بطريقة مستدامة.
أحد هذه الاختراعات الثورية هو لامبلانت، والذي يظهر كبديل مستدام لتوفير الضوء في مجتمعات السكان الأصليين في أمريكا اللاتينية.
الحصول على الضوء من خلال النباتات
La لامبلانت هو جهاز مبتكر يستخدم التمثيل الضوئي النباتي لتوليد الكهرباء. استنادًا إلى مبادئ التصميم الحيوي، يتمكن هذا الجهاز من إضاءة مصباح LED بقوة تصل إلى 300 لومن، وهو ما يعادل تقريبًا لمبة إضاءة بقدرة 50 واط. يسعى هذا الاختراع إلى تلبية احتياجات المجتمعات مثل العرقية شيبيبو كونيبو في نويفو سابوسوا، وهي منطقة نائية في منطقة الأمازون في بيرو ذات قدرة محدودة على الوصول إلى موارد الطاقة.
نويفو سابوسوا هو مجتمع مكون من 137 عائلة وحوالي 37 نسمة. وتقع في منطقة يصعب الوصول إليها، حيث يتعين عليك الإبحار في أنهار المنطقة لمدة خمس ساعات للوصول إلى هناك. قبل أن يدمر الإعصار البنية التحتية الكهربائية، كان لديهم كهرباء، لكنهم منذ ذلك الحين يعيشون في الظلام، وهو أمر شائع في عدة مناطق في منطقة الأمازون، حيث 42% من السكان لا يحصلون على الكهرباء.
وردا على هذا الوضع، قام فريق الباحثين في جامعة الهندسة والتكنولوجيا (UTEC) في ليما، بيرو، بدأ مشروعًا لتحليل جودة التربة والمياه في المنطقة، من أجل تصميم حل يعتمد على النباتات المحلية. هكذا ولد نبات المصباح.
تشغيل مصباح الغراس
يعتمد تشغيل مصنع المصابيح على عملية طبيعية: عملية التمثيل الضوئي. أثناء عملية التمثيل الضوئي، تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين، بينما تفرز الجذور العناصر الغذائية الزائدة. وتستخدم هذه المخلفات النباتية البكتيريا الجيولوجيةالكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة والتي تعيش بدون الأكسجين. ومن خلال استهلاك العناصر الغذائية، تقوم البكتيريا الأرضية بتوليد الإلكترونات، التي يتم التقاطها بواسطة أقطاب كهربائية موضوعة في صندوق خشبي حيث يتم زرع النبات.
وبهذه الطريقة، تقوم الأقطاب الكهربائية بتحويل الطاقة الصادرة عن البكتيريا إلى كهرباء يتم تخزينها في البطارية. يمكن لهذه البطارية، التي يتم إعادة شحنها خلال النهار، تشغيل مصباح LED لمدة أقصاها ساعتينيكفي لإلقاء الضوء على غرفة متوسطة الحجم.
الجهاز ليس بديلا متجددا فحسب، بل نظيفا أيضا، لأنه يحارب استخدام الطرق غير الصحية مثل مصابيح الكيروسين، التي تولد دخانا ضارا بالصحة. على وجه الخصوص، تم تصميم هذه التكنولوجيا بحيث يتمكن الأطفال من الدراسة في الظلام، ويمكن للعائلات طهي الطعام بأمان، أو حتى لا تتأثر الأنشطة اليومية بنقص الضوء.
البحث والتطوير
جامعة فاخينينجن، في هولندا، وقد طور نظامًا مشابهًا يسمى مصنع- e. يعتمد هذا المشروع على نفس مبدأ التقاط الإلكترونات التي تولدها البكتيريا التي تعيش في جذور النباتات. يتطلب النظام زرع نباتات في تربة رطبة أو في دلاء من الماء، وهي بيئة مثالية لنمو البكتيريا. وهذا يفتح إمكانية استفادة المزيد من المجتمعات من استخدام النباتات لتوليد الكهرباء بطريقة مستدامة ذاتيًا.
علاوة على ذلك، على الرغم من أن لدينا أنواعًا نباتية مختلفة، إلا أنه لا تولد جميع النباتات نفس الكمية من الطاقة. تلك الأكبر حجمًا والتي لها جذور درنية، مثل البطاطا، وعادة ما تكون أكثر كفاءة في إنتاج الطاقة.
التأثير الاجتماعي والاستدامة
وكان المستفيدون الأوائل من مصنع المصابيح هم عائلات نيو سابوسوا. ولم يؤد إنشاء هذا الجهاز إلى تحسين نوعية حياتهم من خلال السماح بالأنشطة الليلية فحسب، بل كان له أيضًا تأثير إيجابي على تعليم الأطفال، الذين يمكنهم الآن الدراسة خلال ساعات الظلام.
تم دمج المشروع في مبادرة أكبر تسمى تضيء الغابة، بقيادة UTEC، والتي تسعى إلى رفع مستوى وعي الناس حول أهمية الضوء والحصول على الكهرباء في المناطق النائية في العالم. ال "النبات" وتم تسليمها إلى المجتمعات المحلية في أكتوبر، بعد دراسة موسعة حول جودة التربة والمياه والنباتات المحلية، مما سمح بإنشاء جهاز يتكيف مع الظروف المحددة للمنطقة.
الهدف النهائي لهذه التطورات التكنولوجية هو ضمان قدرة السكان النائيين على الوصول إلى مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة.والاستفادة من الموارد الطبيعية المحلية بطريقة مستدامة ودون الإضرار بالبيئة.
تُظهر هذه الأنواع من الابتكارات كيف يمكن للعلوم والهندسة حل التحديات الاجتماعية، وتوفير حلول مستدامة ويمكن الوصول إليها للمجتمعات المعزولة. قد يكون مستقبل الطاقة المتجددة أقرب مما نعتقد، وذلك بفضل قدرة النباتات على توليد الضوء.