بحوث هندسة الطرائق

[كارمن27]

هذه بحوث لي مدتهالنا الستاذة تاعنا بصح ما لقيتش معلومات عليها لي عنده معلومات يساعدني و ربي يجازيه
الاسمدة الفلاحية
الكيروزان وقد السيارات
المازوت وقود السيارات
البنزين
زيوت المحركات
زيوت التشحيم

[〆 بٰٰاولو 乄]

ﺷ̲ۆﻓ̲يے خﺗ̲ۆ أﻧ̲ﺂ̲ ږﺂ̲حَ ﻧ̲ﻋﺂ̲ۆﻧ̲ڳ ﻣ̲يے أڝبـږيے ﺩ̲قيےقۆ بـږڳ أۆڳيے

[〆 بٰٰاولو 乄]

هدي أنتع بحث حول الأسمدة الفلاحية
مقدمة:
يقصد بالتسميد: إضافة العناصر الغذائية التي يحتاجها
النبات والتي لاتوجد في التربة على صورة صالحة لامتصاص النبات أو لاتكون موجودة
بالكميات اللازمة لإنتاج أكبر محصول اقتصادي ممكن من نبات معين.
ويقصد بالسماد: كل مادة طبيعية أو صناعية يمكن إضافتها
للتربة وتستطيع إمداد النبات المزروع بعنصر غذائي أو أكثر.
ويهدف التسميد: إلى رفع خصوبة التربة ومقدراتها
الإنتاجية وتصحيح التوازن بين كميات العناصر الغذائية المختلفة في التربة.
ويمكن تقسيم
العناصر الغذائية حسب تأثيرها على المحصول إلى ثلاث مجموعات:
المجموعة
الأولى: عناصر يتناسب نمو
النبات ومقدار محصوله على مقدار مايوجد منها في التربة ويزداد المحصول بزيادة كمية
هذه العناصر بطريق التسميد وفي الحدود
الاقتصادية والعملية وهذه العناصر : الآزوت ، الفوسفور، البوتاسيوم.
المجموعة
الثانية: عناصر ذات تأثير
فعال إذا وجدت بكميات قليلة نسبياً وتعطي أكبر محصول متى توفرت بهذه المقادير
القليلة ولكن لاتتبع زيادتها في التربة زيادة في المحصول. وتشمل هذه المجموعة
عناصر : الكبريت والكالسيوم ، والمغنزيوم والحديد.
المجموعة
الثالثة: عناصر ذات فعل قوي
جداً إذا وجدت بمقادير صغيرة جداً وإذا زاد مقدارها عن حدود معينة أصبحت سامة
قاتلة للنبات ويدخل ضمن هذه المجموعة : البورون، والنحاس، والمنغنيز، والزنك ،
والموليبدنيوم.
1-
العلاقة بين التسميد والمحصول:
تعتمد العلاقة
مابين التسميد والمحصول على الحقائق
التالية:
- تختلف الاحتياجات
الكلية من العناصر الغذائية حسب أنواع المحاصيل وأصنافها ومجالات استخدامها.
- تختلف احتياجات المحصول الواحد من العناصر
الغذائية حسب مراحل النمو المتعاقبة التي يمر بها من الإنبات حتى القطاف أو الجني
أو القلع أو الحصاد.
- تختلف احتياجات المحصول الواحد من العناصر
الغذائية حسب نوع الزراعة مروية أم بعلية وبحسب كميات مياه السقاية أو الأمطار.
- يتم استخدام الأسمدة لتأمين احتياجات
المحصول من العناصر الغذائية إضافة لما هو متوفر في التربة مع ضرورة تحقيق مردود
مجز اقتصادياً والمحافظة على خصوبة التربة.
- إن نجاح عملية التسميد مرهون بمعرفة المبادئ الأساسية التالية:
أ‌- نوع السماد المفضل لتربة ما
ولمحصول معين.
ب‌-كمية السماد الاقتصادية التي يمكن استعمالها وترتبط
الكمية بالعلاقة السعرية ابين سعر المحصول وسعر الأسمدة.
ت‌-طريقة إضافة السماد المناسبة
ث‌-الموعد الملائم لإضافة السماد
ويمكن تحديد هذه
الأسس عن طريق إجراء تجارب التسميد
الحقلية السنوية منها والمستديمة حيث أن موعد إضافة السماد يتوقف على معرفة
الفترات التي يكون النبات فيها بحاجة للسماد وهي فترات فيزيولوجية خاصة بالنبات
مثل فترة الإشطاء في الحبوب وتكوين الجذور في الشوندر السكري ومرحلة التحول إلى
النمو الزهري والثمري في نبات القطن، أما طريقة إضافة السماد فهي رهن بمعرفة سرعة
حركة العناصر الغذائية في التربة ويرتبط ذلك بالصفات الكيميائية للتربة، ورطوبة
التربة،...
[right]
ليس خافيا ان
التسميد الجيد يساعد في الحصول على انتاجية عالية نوعية جيدة باستخدام الاسمدة، بكميات صحيحة وفي الوقت
المناسب لاضافتها وذلك لاهمية
العناصر الغذائية الضرورية لنمو وتطوير النبات، حيث اثبتت الدراسات الحديثة وجود علاقة بين الاصابات بالآفات
الضارة والتغذية حيث ان النباتات المغذية بشكل جيد من العناصر تكون مناعتها افضل من التي تعاني من نقص بالعناصر
وهذا يعني ان النبات المغذي
افضل وقليل الاصابة بالافات الزراعية.
العناصر الغذائية، التي يحتاجها
النبات تكون على نوعين:
العناصر الغذائية - الكبرى التي يحتاجها
النبات هي الكاربون، الاوكسجين، النتروجين، الفسفور، البوتاسيوم، المغنيسيوم، الكبريت، الكالسيوم.
وكذلك العناصر
الغذائية، الصغرى
والتي يحتاجها النبات بكميات قليلة وهي الحديد، الصوديوم، النحاس، المنغنيز، الزنك.
والاسمدة المضافة
للتربة اما اسمدة عضوية وتشمل مخلفات الحيوانات ومخلفات النباتات او اسمدة كيمياوية بهيئة حبيبات او سوائل مثل سماد
سوبر فوسفات الذي يحتوي على
44- 50% فسفور وسماد اليوريا الذي يحتوي على 46% نتروجين ويفضل اضافة الاسمدة النتروجينية على 3-4 دفعات خلال
موسم نمو النبات اما الاسمدة الفوسفاتية والبوتاسية فيفضل اضافتها دفعة واحدة.
من جهة اخرى فان
سوء استخدام السماد اواضافتها بكميات كبيرة
يؤدي الى الاضرار بالنبات وتلوث البيئة مما يؤثر على جميع الكائنات الحية سلبيا وعلى صحة الانسان والحيوان
والنبات. فمثلا ان زيادة استخدام الاسمدة النتروجينية يؤدي الى زيادة في النمو الخضري وتأخر في نضج
الثمار اما زيادة الاسمدة الفوسفاتية
فتؤدي الى ضعف النبات والمجموع الجذري كذلك فان زيادة الاسمدة البوتاسية يؤدي الى ظهور مرض تعفن الازهار
خاصة في نباتات الطماطة، والفلفل والباذنجان اما زيادة تركيز الكالسيوم في التربة فتؤدي الى عرقلة امتصاص بعض
العناصر الغذائية الضرورية.

[〆 بٰٰاولو 乄]

وهدا انتع بحث حول الوقود

الوقود له أنواع مختلفة من أهمها الوقود الأحفوري، وهو الذي يشمل كل من النفطوالفحموالغاز, والذي أستخدم بإسراف منذ القرن الماضي ولا يزال يستخدم بنفس الإسراف مع ارتفاع أسعاره يوما بعد يوم مع أضراره الشديد للبيئة. ومثله وقود السجيل وهو مثل النفط يكون مخلوط مع الرمال.
من أنواع الوقود الأخرى هو الوقود الخشبي والذي يغطي استخدامه حوالي 6% من الطاقة الأولية العالمية.
هناك الوقود المستخرج من النفايات الحيوانية أو المياه الثقيلة للمجاري حيث بالمستطاع استخدام هذه النفايات في توليد الطاقة بالاعتماد عليها بعد عمليات التخمير, وتستخدم في العديد من دول العالم معالجة المياه الثقيلة للاستفادة من الغازات المنبعثة لأغراض توفير الطاقة.
من الطرق الحديثة والنظيفة في توفير الوقود النظيف يمكن أن يكون من نباتات الأشجار سريعة النمو، أو بعض الحبوب أو الزيوت النباتية أو المخلفات الزراعية أو بقايا قصب سكر.
أمكن تحويل بعض منتجات السكر إلى كحول لاستخدامه كوقود للسيارات وكذلك زيت النخيل ويتميز هذا النوع من الوقود بأنه يقلل من التلوث، حيث لا حاجة هناك لاستعمال الرصاص في مثل هذا النوع من الوقود لرفع أوكتان الوقود كما هو الحال في البنزين المستحصل عليه من النفط الأحفوري ومن ثم فإنه بنزين خال من الرصاص.
هناك الوقود النووي وتحطه الكثير من المشاكل والقوانين الضابطة والتي قد لا تخلو من ازدواجية في المعايير وإجحاف بالسماح لاستخدامها على البعض, ناهيك في خطورة استخدامها وتأثيرها السيئ على البيئة.
كذلك هناك مصادر للطاقة نظيفة يمكن استخدامها كوقود بديل ومنها:
الطاقة الشمسية.
طاقة الرياح.
طاقة المد والجزر.
الطاقة المستمدة من حرارة الأرض الجوفية.
خلايا الطاقة.
يُقصد بالطاقة الشمسية
الضوء المنبعث والحرارة الناتجة عن الشمس اللذان قام الإنسان بتسخيرهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار.تُعزى معظم مصادر الطاقة المتجددة المتوافرة على سطح الأرض إلى و الإشعاعات الشمسية بالإضافة إلى مصادر الطاقة الثانوية، مثل طاقة الرياحوطاقة الأمواجوالطاقة الكهرومائيةوالكتلة الحيوية.. من الأهمية هنا أن نذكر أنه لم يتم استخدام سوى جزء صغير من الطاقة الشمسية المتوافرة في حياتنا. يتم توليد طاقة كهربية من الطاقة الشمسية بواسطة محركات حرارية أو محولات فولتوضوئية.وبمجرد أن يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية، فإن براعة الإنسان هي فقط التي تقوم بالتحكم في استخداماتها.ومن التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطيروالتطهير، واستغلال ضوء النهار، والماء الساخن، والطاقة الحرارية في الطهو، ودرجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية. تتسم وسائل التكنولوجيا التي تعتمد الطاقة الشمسية بشكل عام بأنها إما أن تكون نظم طاقة شمسية سلبية أو نظم طاقة شمسية إيجابية وفقًا للطريقة التي يتم استغلال وتحويل وتوزيع ضوء الشمس من خلالها.وتشمل التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية الإيجابية استخدام اللوحات الفولتو ضوئية والمجمع الحراري الشمسي، مع المعدات الميكانيكية والكهربية، لتحويل ضوء الشمس إلى مصادر أخرى مفيدة للطاقة.هذا، في حين تتضمن التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية السلبية توجيه أحد المباني ناحية الشمس واختيار المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة أو خصائص تشتيت الأشعة الضوئية، وتصميم المساحات التي تعمل على تدوير الهواء بصورة طبيعية.

حجم الطاقة الشمسية القادمة إلى الأرض
يصل إلى سطح الأرض حوالي نصف كمية الطاقة الشمسية القادمة إليه من الشمس.
يستقبل كوكب الأرض 174 بيتا وات من الإشعاعات الشمسية القادمة إليه (الإشعاع الشمسي) عند طبقة الغلاف الجوي العليا.[1][1] وينعكس ما يقرب من 30% من هذه الإشعاعات عائدة إلى الفضاء بينما تُمتص النسبة الباقية بواسطة السحب والمحيطات والكتل الأرضية. ينتشر معظم طيف الضوء الشمسي الموجود على سطح الأرض عبر المدى المرئيوبالقرب من مدى الأشعة تحت الحمراء بالإضافة إلى انتشار جزء صغير منه بالقرب من مدى الأشعة فوق البنفسجية.[2] تمتص مسطحات اليابس والمحيطات والغلاف الجوي الإشعاعات الشمسية، ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارتها. يرتفع الهواء الساخن الذي يحتوي على بخار الماء الصاعد من المحيطات مسببًا دوران الهواء الجوي أو انتقال الحرارة بخاصية الحمل في اتجاه رأسي.وعندما يرتفع الهواء إلى قمم المرتفعات، حيث تنخفض درجة الحرارة، يتكثف بخار الماء في صورة سحب تمطر على سطح الأرض، ومن ثم تتم دورة الماء في الكون. تزيد الحرارة الكامنة لعملية تكثف الماء من انتقال الحرارة بخاصية الحمل، مما يؤدي إلى حدوث بعض الظواهر الجوية، مثل الرياحوالأعاصيروالأعاصير المضادة.[3] وتعمل أطياف ضوء الشمس التي تمتصها المحيطات وتحتفظ بها الكتل الأرضية على أن تصبح درجة حرارة سطح الأرض في المتوسط 14 درجة مئوية.[4] ومن خلال عملية التمثيل الضوئي الذي تقوم به النباتات الخضراء، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، مما يؤدي إلى إنتاج الطعام والأخشاب والكتل الحيوية التي يُستخرج منها الوقود الحفري.
يصل إجمالي الطاقة الشمسية التي يقوم الغلاف الجوي والمحيطات والكتل الأرضية بامتصاصها إلى حوالي 3.850.000 كونتليون جولفي العام.[5][6]وفي عام 2002، زادت كمية الطاقة التي يتم امتصاصها في ساعة واحدة عن كمية الطاقة التي تم استخدامها في العالم في عام واحد.[11][12]يستهلك التمثيل الضوئي حوالي 3.000 كونتليون جول من الطاقة الشمسية في العام في تكوين الكتل الحيوية.[8]تكون كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض كبيرة للغاية، لدرجة أنها تصل في العام الواحد إلى حوالي ضعف ما سيتم الحصول عليه من مصادر الطاقة المتجددة الموجودة على الأرض مجتمعة معًا، كالفحم والبترول والغاز الطبيعي واليورانيوم الذي يتم استخراجه من باطن الأرض.[13]سوف يظهر في الجدول الخاص بمصادر الطاقة أن الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو طاقة الكتلة الحيوية ستكون كافية لتوفير كل احتياجاتنا من الطاقة، ولكن الاستخدام المتزايد لطاقة الكتلة الحيوية له تأثير سلبيعلى الاحتباس الحراري وزيادة أسعار الغذاء بصورة ملحوظة بسبب استغلال الغابات والمحاصيل في إنتاج الوقود الحيوي.[14]لقد أثارت طاقة الرياح والطاقة الشمسية موضوعات أخرى، باعتبار أنها من مصادر الطاقة المتجددة.
تطبيقات على استخدام الطاقة الشمسية
يتطلب متوسط الإشعاع الشمسي الذي يوضح مساحة اليابس (كنقاط سوداء صغيرة) تصنيف الفائض من الطاقة الأساسية في العالم من ضمن الطاقة الكهربية التي تولدها الطاقة الشمسية.18 تريليون وات يساوي 568 كونتليون جول في السنة. يقدر الإشعاع الشمسي بالنسبة لمعظم الناس بما يتراوح من 150 إلى 300 وات / متر مربع ، أو 3.5 إلى 7.0 كيلو وات ساعة للمتر المربع في اليوم.
تشير الطاقة الشمسية بصورة أساسية إلى استخدام الإشعاعات الشمسيةفي أغراض عملية. على أية حال، تستمد كل مصادر الطاقة المتجددة، باستثناء طاقة المد والجزروطاقة الحرارة الأرضية، طاقتها من الشمس.
تتسم التقنية التي تعتمد على الطاقة الشمسية بشكل عام بأنها إما أن تكون سلبية أو إيجابية وفقًا للطريقة التي يتم استغلال وتحويل وتوزيع ضوء الشمس من خلالها. وتشمل تقنية الطاقة الشمسية الإيجابية استخدام اللوحات الفولتوضوئية والمضخات والمراوح في تحويل ضوء الشمس إلى مصادر أخرى مفيدة للطاقة. هذا، في حين تتضمن تقنية الطاقة الشمسية السلبية عمليات اختيار مواد ذات خصائص حرارية مناسبة وتصميم الأماكن التي تسمح بدوران الهواء بصورة طبيعية واختيار أماكن مناسبة للمباني بحيث تواجه الشمس. تتسم تقنيات الطاقة الشمسية الإيجابية بإنتاج كمية وفيرة من الطاقة، لذا فهي تعد من المصادر الثانوية لإنتاج الطاقة بكميات وفيرة، بينما تعتبر تقنيات الطاقة الشمسية السلبية وسيلة لتقليل الحاجة إلى المصادر البديلة. وبالتالي فهي تعتبر مصادر ثانوية لسد الحاجة إلى كميات زائدة من الطاقة
التخطيط المدني والمعماري

لقد أثر ضوء الشمس على تصميم المباني منذ بداية التاريخ المعماري.[15][15] ولقد تم استخدام وسائل التخطيط المدني والمعماري المتطورة التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية لأول مرة بواسطة اليونانيينوالصينيين الذين قاموا بإنشاء مبانيهم بحيث تكون لناحية الجنوب للحصول على الضوء والدفء.[16][17] من الخصائص الشائعة للتخطيط المعماري الذي يعتمد على تقنية الطاقة الشمسية السلبية إنشاء المباني بحيث تكون ناحية الشمس معدل الضغط (نسبة مساحة سطح منخفض إلى حجمه) والتظليل الانتقائي (أجزاء من الأبنية متدلية) والكتلة الحرارية. عندما تتوفر هذه الخصائص بحيث تتناسب مع البيئة والمناخ المحلي، فمن الممكن أن تنتج عنها أماكن جيدة الإضاءة ذات مدى متوسط من درجات الحرارة. ويعتبر منزل الفيلسوف اليوناني سقراط الذي يسمى "ميجارون" مثالاً نموذجيًا للتصميمات المعمارية التي تعتمد على تقنيات الطاقة الشمسية السلبية. تستخدم التطبيقات الحديثة الخاصة بالتصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية بتصميمات يتم تنفيذها على الكمبيوتر بحيث تجمع بين نظم التهويةوالتدفئةوالإضاءة الشمسية في تصميم واحد لاستغلال الطاقة الشمسية ويكون متكاملاً.[18] من الممكن أن تعوض المعدات التي تعتمد على الطاقة الشمسية الإيجابية، مثل المضخات والمراوح والنوافذ المتحركة، سلبيات التصميمات وتحسن من أداء النظام. الجزر الحرارية الحضرية (Urban Heat Islands) هي مناطق يعيش فيها الإنسان وتكون درجة حرارتها أعلى من درجة حرارة البيئة المحيطة بها. وتُعزى درجات الحرارة المرتفعة في هذه الجزر إلى الامتصاص المتزايد لضوء الشمس بواسطة المكونات التي تميز المناطق الحضرية، مثل الخرسانة والأسفلت، والتي تكون ذات قدرة أقل على عكس الضوء وسعة حرارية أعلى من تلك الموجودة في البيئة الطبيعية. ومن الطرق المباشرة لمعادلة تأثير الجزر الحرارية طلاء المباني والطرق باللون الأبيض وزراعة النباتات.
زراعة النباتات والبساتين
يسعى المعنيون بتنمية الزراعة وتطويرها إلى زيادة قدر الاستفادة من الطاقة الشمسية بهدف زيادة معدل إنتاجية النباتات المزروعة. فبعض التقنيات التي تتمثل في تنظيم مواسم الزراعة حسب أوقات العام وتعديل اتجاه صفوف النباتات المزروعة وتنظيم الارتفاعات بين الصفوف وخلط أصناف نباتية مختلفة يمكن أن تحسن من إنتاجية المحصول.[20][21][22]بينما يعتبر ضوء الشمس مصدرًا وفيرًا من مصادر الطاقة، فهناك آراء تلقي بالضوء على أهمية الطاقة الشمسية بالنسبة للزراعة. في المواسم التي كانت المحاصيل التي تنمو فيها قصيرة خلال العصر الجليدي القصير، زرع الفلاحون الإنجليزيونوالفرنسيون مجموعات من أشجار فاكهة طويلة لزيادة كمية الطاقة الشمسية التي يتم تجميعها إلى الحد الأقصى. تعمل هذه الأشجار ككتل حرارية، كما أنها تزيد من معدل نضج الفاكهة عن طريق الاحتفاظ بالفاكهة في وسط دافئ. قديمًا كان يتم بناء هذه الأشجار عمودية على الأرض وفي مواجهة الجنوب، ولكن بمرور الوقت، تم إنشاؤها مائلة لاستغلال ضوء الشمس على خير وجه. وفي عام 1699، اقترح "نيكولاس فاشيو دي دويليير"استخدام أحد الآلات التي من الممكن أن تدور على محوربحيث تتبع أشعة الشمس.[16][23]تشمل تطبيقات الطاقة الشمسية في مجال الزراعة، بغض النظر عن زراعة المحاصيل، استخدامها في إدارة ماكينات ضخ الماء وتجفيف المحاصيل وتفريخ الدجاج وتجفيف السماد العضوي للدجاج.[24][25][26][26]وفي العصر الحديث، تم استخدام الطاقة المتولدة بواسطة اللوحات الشمسية في عمل عصائر الفاكهة.[27]
وتقوم الصوب الزجاجية بتحويل ضوء الشمس إلى حرارة، مما يؤدي إلى إمكانية زراعة جميع المحاصيل على مدار العام وزراعة (في بيئة مغلفة) أنواع من المحاصيل والنباتات لا يمكن لها أن تنمو في المناخ المحلي. تم استخدام الصوب الزجاجية البدائية لأول مرة في العصر الروماني لزراعة الخيار حتى يمكن توفيره على مدار العام بأكمله للإمبراطور الروماني "تيبريوس".[16][28] ولقد تم بناء أول صوبة زجاجية حديثة لأول مرة في أوروبا في القرن السادس عشر من أجل الاحتفاظ بالنباتات الغريبة التي كان يتم جلبها من خارج البلاد بعد فحصها.[16][29] من الجدير بالذكر أن الصوب الزجاجية ظلت تعتبر جزءًا مهمًا من زراعة البساتين حتى وقتنا الحالي، وقد تم استخدام المواد البلاستيكية الشفافة أيضًا في الأنفاق المتشعبةوأغطية صفوف النباتات المزروعة للهدف نفسه.
الإضاءة الشمسية
يرجع استخدام بعض التطبيقات القائمة على الاستفادة من ضوء النهار مثل وجود فتحة كبيرة في منتصف الأسقف العالية كالتي توجد في معبد بانثيون في روما إلى العصور الوسطى.
يعتبر استخدام ضوء الشمس الطبيعي من أنواع الإضاءة الأكثر استخدامًا على مر العصور. وقد عرف الرومانيون حقهم في الاستفادة من الضوءمنذ القرن السادس الميلادي، كما سار الدستور الإنجليزي على المنوال نفسه مؤيدًا ذلك بإصدار قانون التقادم لعام 1832.[30][31]وفي القرن العشرين أصبحت الإضاءة باستخدام الوسائل الصناعية المصدر الرئيسي للإضاءة الداخلية، ولكن ظلت التقنيات التي تعتمد على استغلال ضوء النهار ومحطات الإضاءةالهجينة التي تعتمد على ضوء الشمس وغيره من طرق تقليل معدل استهلاك الطاقة.
تقوم نظم الإضاءة التي تقوم على ضوء النهار بتجميع وتوزيع ضوء الشمس لتوفير الإضاءة الداخلية. هذا، وتقوم وسائل التكنولوجيا التي تعتمد على الطاقة الشمسية السلبية بصورة مباشرة بتعويض استخدام الطاقة عن طريق استخدام الإضاءة الصناعية بدلاً منها، كما تقوم بتعويض بصورة غير مباشرة استخدام الطاقة غير الشمسية عن طريق تقليل الحاجة إلى تكييف الهواء.[32][32] يقدم استخدام الإضاءة الطبيعة أيضًا فوائد عضوية ونفسية بالمقارنة بالإضاءة الصناعية، وذلك على الرغم من صعوبة تحديد هذه الفوائد بالضبط. ذلك، حيث تشتمل تصميمات الإضاءة التي تعتمد على ضوء النهار على اختيار دقيق لأنواع النوافذ وحجمها واتجاهها، كما قد يتم الأخذ في الاعتبار وسائل التظليل الخارجي. وتتضمن التطبيقات الفردية من هذا النوع من الإضاءة الطبيعة وجود أسقف مسننة ونوافذ علوية للإضاءة وتثبيت أرفف على النوافذ لتوزيع الإضاءة وفتحات إضاءة في أعلى السقفوأنابيب ضوئية. قد يمكن تضمين هذه التطبيقات في تصاميم موجودة بالفعل، ولكنها تكون أكثر فاعلية عندما يتم دمجها في تصميم شامل يعتمد على الطاقة الشمسية بحيث يهتم ببعض العوامل مثل سطوع الضوء وتدفق الحرارة والاستغلال الجيد للوقت. عندما يتم تنفيذ هذه التطبيقات بصورة سليمة، فمن الممكن أن يتم تقليل حجم الطاقة اللازمة للإضاءة بنسبة 25%.[33] تعتبر نظم الإضاءة الشمسية الهجينة من سبل استغلال الطاقة الشمسية الإيجابية في الإضاءة الداخلية. تقوم هذه النظم بتجميع ضوء الشمس باستخدام مرايا عاكسة متحركة تبعًا لحركة الشمس، كما تتضمن أليافًا ضوئية لنقل الضوء إلى داخل المبنى لزيادة الإضاءة العادية. وفي التطبيقات التي يتم الاستعانة بها في المباني ذات الطابق الواحد، تكون هذه النظم قادرة على نقل 50% من ضوء الشمس المباشر الذي يتم استقباله.[34] تعتبر الإضاءة المستمدة من الشمس التي يتم اختزانها في أثناء النهار واستخدامها في الإضاءة في الليل من الأشياء المألوفة رؤيتها على طول الطرق وممرات المشاه.[بحاجة لمصدر] وعلى الرغم من أنه يتم استغلال ضوء النهار كإحدى طرق استخدام ضوء الشمس في توفير الطاقة، فإنه يتم الحد من الأبحاث الحديثة التي يتم إجراؤها، حيث أوضحت بعض النتائج العكسية: فهناك عدد من الدراسات التي أوضحت أن هذه الطريقة ينتج عنها توفير للطاقة، بيد أن هناك الكثير من الدراسات التي أظهرت أن هذه الطريقة ليس لها أي أثر على معدل استهلاك الطاقة، بل وقد تؤدي أيضًا إلى حدوث فقد في الطاقة، ولا سيما عندما يتم أخذ استهلاك البنزين في الحسبان. يتأثر معدل استهلاك الكهرباء بصورة كبيرة بالناحية الجغرافية والمناخية والجوانب الاقتصادية، مما يزيد من صعوبة استنباط نتائج عامة من دراسات فردية.[35]
حرارة الشمس
من الممكن أن يتم استخدام التقنيات التي تعتمد على استغلال حرارة الشمس في تسخين الماء وتدفئة وتبريد الأماكن وعملية توليد حرارة.[36]
تسخين الماء
تستخدم نظم التسخين التي تعمل بالطاقة الشمسية ضوء الشمس في تسخين الماء. ففي المنخفضات الجغرافية التي تقع (تحت 40 درجة)، يمكن أن يتم توفير ما يترواح من 60 إلى 70% من الماء الساخن المستخدم في المنازل بدرجات حرارة ترتفع إلى 60 درجة مئوية بواسطة نظم التسخين التي تعمل بالطاقة الشمسية.[37]ويعتبر من أكثر أنواع سخانات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية الأنابيب المفرغة (44%) والألواح المستوية المصقولة (34%) التي تستخدم بصفة عامة لتسخين الماء في المنازل، وكذلك الألواح البلاستيكية غير المصقولة (21%) التي تستخدم بصفة رئيسية في تدفئة مياه حمامات السباحة.[38]
بالنسبة لعام 2007، كان إجمالي سعة نظم تسخين الماء التي تعمل بالطاقة الشمسية حوالي 154 جيجا وات.[39]
التدفئة والتبريد والتهوية
معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الشمسية #1، بني في عام 1939 ، وتستخدم لتخزين الحرارة الموسمية لأغراض التدفئة وتسخين الماء على مدار السنة.
في الولايات المتحدة الأمريكية، تحتل نظم التدفئة والتبريد والتكييف نسبة 30% (4.65 كونتليون جول) من الطاقة المستخدمة في أماكن العمل وحوالي 50% (10.1 كونتليون جول) من الطاقة المستخدمة في المباني السكنية. وُصِل لهذا المسار في 2008-06-24.</ref> يمكن استخدام تقنيات نظم التدفئة والتبريد والتهوية التي تعتمد على الطاقة الشمسية لتعويض قدر من هذه الطاقة.</ref>
يُقصد بالكتلة الحرارية أية مادة يمكن استخدامها لتخزين الحرارة – الحرارة المنبعثة من الشمس إذا كنا نخص الطاقة الشمسية بالذكر. وتشتمل هذه المواد على الحجارة والأسمنت والماء. ومن الناحية التاريخية، لقد تم استخدام هذه المواد في المناطق ذات المناخ الجاف أو المناخ المعتدل الدافئ للاحتفاظ ببرودة المباني في فترات النهار عن طريق امتصاص الطاقة الشمسية في أثناء النهار وإطلاق الحرارة المخزنة في الأجواء الباردة في فترات الليل. على أية حال، يمكن استخدام هذه المواد أيضًا في المناطق الباردة بشكل متوسط للاحتفاظ بالدفء فيها. ويتوقف حجم ومكان الخامات المستخدمة في تخزين حرارة الشمس على عدة عوامل، مثل الظروف المناخية والإضاءة في فترات النهار والظل. وعندما يتم تضمين هذه المواد في التصميمات، تعمل الكتلة الحرارية على الحفاظ على درجة حرارة المكان في مدى مناسب وتقلل من الحاجة إلى وسائل إضافية للتدفئة أو التبريد.[40][41] تعتبر المدخنة التي تعمل بالطاقة الشمسية (أو المدخنة الحرارية، في هذا السياق) إحدى نظم التهوية التي تعمل بالطاقة الشمسية السلبية والتي تتألف من عمود رأسي متصل بداخل المبنى وخارجه. فعندما ترتفع درجة حرارة المدخنة، فإن الهواء الموجود داخل المبنى يتم تسخينه لذلك ينتج عنه تيار هواء صاعد يرتفع لأعلى ويحل محله هواء بارد. يمكن أن يتم تحسين نتائج المدخنة عن طريق استخدام مواد ذات كتلة حرارية وأسطح مصقولة بطريقة تحاكي كيفية عمل الصوب الزجاجية.[بحاجة لمصدر] تم استخدام النباتات والأشجار النفضية كوسيلة للتحكم في نظم التدفئة والتبريد التي تعمل بالطاقة الشمسية. فعندما تمت زراعة هذه النباتات على الناحية الجنوبية من أحد المباني، قامت أوراقها بتوفير الظل للمكان في أثناء فصل الصيف، بينما سمحت الأغصان غير المورقة لضوء الشمس بالدخول في المبنى في أثناء فصل الشتاء.[40][42] ونظرًا لأن الأشجار غير المورقة تقوم بحجب من 1/3 إلى 1/2 الإشعاعات الشمسية الساقطة، فهناك توازن بين فوائد الظل في فصل الصيف والطرف المناظر له والمتمثل في الافتقار إلى التدفئة في فصل الشتاء.[43][44] وبالنسبة للمناخ الذي تزيد فيه درجات التدفئة بصورة ملحوظة، لا ينبغي أن تتم زراعة الأشجار النفضية على الناحية الجنوبية من المبنى لأنها ستؤثر على الطاقة الشمسية المتاحة في فصل الشتاء. على أية حال، تمكن زراعة مثل هذه الأشجار على الناحيتين الشرقية والغربية من المبنى لتوفير قدر من الظل في فصل الصيف دون التأثير بشكل ملحوظ على الطاقة الشمسية التي يتم الحصول عليها في فصل الشتاء.[43][45]

معالجة الماء
يُستخدم التقطير الشمسي لجعل الماء المالحوالماء الغث صالحًا للشرب. وأول من استخدم هذا الأسلوب علماء الكيمياء العرب في القرن السادس عشر.[46][46] هذا، وقد تم تأسيس أول مشروع تقطير شمسي ضخم في عام 1872 في مدينة "لاس ساليناس" الشيلية المتخصصة في التعدين.[47][47] ويستطيع المصنع الذي تبلغ منطقة تجميع الطاقة الشمسية الموجودة به 4.700 متر مربع إنتاج ما يصل إلى 22.700 لتر ماء نقي يوميًا لمدة 40 عامًا.[47] ومن أنواع التصميمات الفردية لأجهزة التقطير الشمسي الأجهزة ذات السطح المنحدر المفرد والمزدوج (التي تشبه الصوبة الزجاجية) والأجهزة الرأسية والمخروطية وذات الألواح الماصة العكسية ومتعددة التأثير. ومن الممكن أن تعمل هذه الأجهزة في أوضاع "Active" أي نشط و"Passive" أي غير نشط و"Hybrid" أي مختلط. وتُعد أجهزة التقطير ذات السطح المنحدر المزدوج الأقل تكلفة ويمكن استخدامها في الأغراض المنزلية، بينما تُستخدم الأجهزة متعددة التأثير في التطبيقات واسعة النطاق. تعتمد عملية تطهير الماء باستخدام الطاقة الشمسية على تعريض زجاجات بلاستيكية من ترفتالات البولي إثيلين مملوءة بالماء الجاري تطهيره لضوء الشمس لعدة ساعات.[48] وتختلف مدة تعريضها للشمس على حالة الجو؛ من 6 ساعات كحد أدنى إلى يومين في أسوأ الظروف الجوية.[49]
محطة معالجة ماء الصرف الصحي تعمل بالطاقة الشمسية على نطاق صغير
يمكن استخدام الطاقة الشمسية مع برك الماء الراكد لمعالجة الماء المتسخ دون استخدام مواد كيميائية أو كهرباء. ومن المميزات البيئية الأخرى لهذا الأسلوب أن الطحالب تنمو في مثل هذه البرك وتستهلك ثاني أكسيد الكربون في عملية البناء الضوئي.[51][52]
الطهو بالطاقة الشمسية
إن الطباخ الشمسي عبارة عن جهاز يستخدم ضوء الشمس في الطهو والتجفيف والبسترة. وتنقسم أنواعه إلى ثلاث فئات: صناديق تحبس الحرارة ومواقد مكثفات منحنية (بارابولاكس) ومواقد مسطحة على شكل ألواح.[53] وأبسط الأنواع هو الصناديق الحابسة للحرارة – وتم إنشاء أول جهاز بواسطة "حورس دي سوسير" في عام 1767.[16][54] وتتكون صناديق الطهو الحابسة للحرارة بشكل أساسي من وعاء معزول وغطاء شفاف. ويمكن استخدامه بشكل فعال في الظروف الجوية السيئة؛ حيث ترتفع درجة حرارته بشكل كبير لتصل إلى ما يتراوح بين 90 و150 درجة مئوية.[55]، أما بالنسبة لمواقد الطهو المسطحة على شكل ألواح، فإنها تتكون من لوح عاكس لتوجيه أشعة الشمس إلى الوعاء المعزول، وينتج عنها درجة حرارة مرتفعة تصل إلى درجات مشابهة لتلك التي تصل إليها صناديق الطهو الحابسة للحرارة. أما المواقد المكثفات المنحنية (بارابولاكس)، فيحتوي على أدوات ذات أشكال هندسية عديدة (طبق ووعاء ومرايا Fresnel) التي تعمل على تجميع أشعة الشمس وتركيزها على وعاء الطهو.

المعالجة الحرارية
إن وسائل تركيز الطاقة الشمسية، مثل وحدة التجميع الشمسي على شكل قطع مكافئ والوعاء والعاكس "سكيفلر"، من الممكن أن توفر معالجة حرارية للأغراض الصناعية والتجارية. وقد كان أول نظام تجاري هو "سولار توتال انيرجي بروجكت" في شيناندو في ولاية جورجيا في الولايات المتحدة الأمريكية، حيث تم استخدام 114 وحدة تجميع شمسي على شكل قطع مكافئ، واستطاعوا توفير 50% من متطلبات عملية المعالجة الحرارية والمتطلبات الكهربائية ومتطلبات تكييف الهواء لأحد مصانع الملابس. هذا، وقد وفر جهاز استهلاك الطاقة لإنتاج الحرارة أو الكهرباء والمتصل بالشبكة 400 كيلو وات من الكهرباء بالإضافة إلى طاقة حرارية في صورة بخار قدره 401 كيلو وات ومياه مبردة قدرها 468 كيلو وات، كما كانت له القدرة على تخزين الحرارة لمدة ساعة واحدة كحد أقصى.[61]
من ناحية أخرى، فإن برك التبخير عبارة عن برك ضحلة تعمل على تركيز المواد الصلبة المذابة خلال عملية التبخر. وتُستخدم هذه البرك للحصول على الملح من ماء البحر، ويُعد ذلك من أقدم الاستخدامات للطاقة الشمسية. أما الاستخدامات الحديثة لها، فتتمثل في زيادة تركيز المحاليل الملحية المستخدمة في عملية التعدين بالترشيح وإزالة المواد الصلبة المذابة من الأبخرة.[62] تعمل أحبال الغسيلوالمناشر المتنقلة والحوامل على تجفيف الملابس من خلال التبخير بواسطة الرياح وضوء الشمس دون استهلاك الكهرباء أو الغاز الحيوي. وفي عدد من الولايات الأمريكية، هناك بعض القوانين التي تحمي حق تجفيف الملابس.[63] إن حوائط التجميع بالارتشاح غير المصقولة عبارة عن حوائط مثقبة تواجه الشمس وتُستخدم في تسخين الهواء المستخدم في التهوية مسبقًا. ومن الممكن أن ترفع هذه الحوائط من درجة حرارة الهواء الداخل إلى 22 درجة مئوية بينما ترفع درجة حرارة الهواء الخارج إلى ما يتراوح بين 45 و60 درجة مئوية.[64] ومن الجدير بالذكر أن الفترة القصيرة لعمل حوائط التجميع بالارتشاح (من 3 إلى 12 سنة) تجعلها بديلاً مؤثرًا على التكلفة بشكل أكبر من نظم التجميع المصقولة. وفي عام 2003، كان قد تم تركيب أكثر من 80 نظام ملحق بها مساحة للمجمع تبلغ 35.000 متر مربع في كل أنحاء العالم، منها حائط تجميع تبلغ مساحته 860 متر مربع في كوستاريكا لتجفيف حبوب القهوة، وحائط تجميع تبلغ مساحته 1.300 متر مربع في كويمباتور في الهند لتجفيف نبات القطيفة.
توليد الكهرباء
يمكن تحويل ضوء الشمس المباشر إلى كهرباء باستخدام محولات فولتوضوئية (PV) وعملية تركيز الطاقة الشمسية (CSP) والعديد من الأساليب التجريبية الأخرى. وتُستخدم المحولات الفولتوضوئية بشكل أساسي لإمداد الأجهزة الصغيرة والمتوسطة بالكهرباء، بدءًا من الآلة الحاسبةالتي يتم تشغيلها بواسطة خلية شمسية واحدة إلى المنازل التي لا تحتوي على شبكة كهرباء والتي يتم إمدادها بالكهرباء بواسطة مجموعة من الخلايا الفولتوضوئية.ولتوليد الكهرباء على نطاق واسع، كان يتم ذلك من خلال مصانع تركيز الطاقة الشمسية، ولكن الآن أصبحت مصانع المحولات الفولتوضوئية التي تنتج كمية كبيرة من الكهرباء مثل محطات "إس إي جي إس"أكثر شيوعًا. في عام 2007، أصبحت كل من محطة الطاقة التي تنتج كمية كهرباء ذات فرق جهد 14 ميجا وات الموجودة في كلارك كاونتيفي نيفاداوكذلك المحطة التي تنتج كمية كهرباء ذات فرق جهد 20 ميجا وات في بينيكساما في إسبانيا أوضح سمتين على الاتجاه نحو تأسيس محطات طاقة فولتوضوئيةعملاقة في الولايات المتحدة وأوروبا.[65]وكمصدر طاقة متجدد، تتطلب الطاقة الشمسية مصدر دعم، والذي يمكن أن يتمثل في طاقة الرياح بشكل جزئي. ويتم عادةً الحصول على هذا الدعم من البطاريات، ولكن الأجهزة عادةً ما تستخدم التخزين بضخ الماء باستخدام الطاقة الهيدروليكية.
استخدامات الطاقة الشمسية
إن البركة الشمسية عبارة عن بركة من المياه المالحة (غالبًا ما يتراوح عمقها بين 1 و2 متر) تعمل على تجميع وتخزين الطاقة الشمسية. وكان أول من طرح فكرة البرك الشمسية الدكتور "رودولف بلوك" في عام 1948 بعد أن قرأ تقارير حول بحيرة في المجر ترتفع فيها درجة الحرارة كلما اتجهنا إلى الأعماق. نتج ذلك عن الأملاح الموجودة في ماء البحيرة، والتي أدت إلى زيادة الكثافة ومنع تيارات الحمل الحراري. وتم عمل نموذج أولي في عام 1958 على شاطئ البحر الميت بالقرب من مدينة القدس.[67][68] كانت هذه البركة تتكون من طبقات من المياه تتدرج درجة ملوحتها من محلول ملحي ضعيف في الأعلى إلى محلول ملحي قوي في الأسفل. وكانت هذه البركة الشمسية تتسم بإمكانية رفع درجة حرارة طبقاتها السفلية إلى 90 درجة مئوية كما تتمتع بالقدرة على توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية بنسبة 2%. تقوم الأجهزة الكهربائية الحرارية أو الفولتوضوئية بتحويل الفرق في درجة الحرارة بين المواد المختلفة إلى تيار كهربي. في البداية، تم استخدام هذا الأسلوب لتخزين الطاقة الشمسية بواسطة أحد رواد هذه الصناعة "موتشوت" في القرن التاسع عشر، [69] ثم عادت الأجهزة الكهربائية الحرارية إلى الظهور في الاتحاد السوفييتي خلال ثلاثينيات القرن العشرين. وتحت إشراف العالم السوفييتي "أبرام لوف" تم استخدام نظام تركيز لتوليد الكهرباء باستخدام الأجهزة الكهربائية الحرارية لتوليد طاقة لإدارة محرك قدرته 1 قدرة حصانية.[67][70] بعد ذلك، تم استخدام مولدات الكهرباء الحرارية في برنامج الفضاء الأمريكي كأسلوب لتحويل الطاقة لإمداد مهمات فضائية لمسافات بعيدة بما يلزمها من طاقة، مثل مهمات كاسينيوجاليليووفايكينج. وعملت الأبحاث الخاصة في هذا المجال على زيادة كفاءة هذه الأجهزة من 7-8% إلى 15-20%.[71][71]
التفاعلات الكيميائية الشمسية
إن التفاعلات الكيميائية الشمسية تستخدم الطاقة الشمسية لإنتاج تفاعلات كيميائية. وتعتبر هذه التفاعلات الكيميائية مصدرًا بديلاً للطاقة التي كان من الممكن أن تأتي من مصدر آخر، ومن الممكن أن تحول الطاقة الشمسية إلى وقود قابل للتخزين والنقل. ويمكن تقسيم التفاعلات الكيميائية التي تدخل فيها الطاقة الشمسية إلى تفاعلات كيميائية حرارية وتفاعلات كيميائية ضوئية.[72][73]
تُعد تقنيات إنتاج الهيدروجين من أهم المجالات المتعلقة بالتفاعلات الكيميائية الشمسية منذ سبعينيات القرن العشرين. وبعيدًا عن التحليل الكهربائي الناتج عن الخلايا الفولتوضوئية أو الكيميائية الضوئية، تم اكتشاف العديد من التفاعلات الكيميائية الحرارية أيضًا. وإحدى هذه الطرق تتمثل في استخدام أجهزة التركيز في شطر الماء إلى أكسجين وهيدروجين في درجات حرارة عالية جدًا (تتراوح من 2300 إلى 2600 درجة مئوية).[74][75] كما أن هناك أسلوب آخر يستخدم الحرارة الناتجة عن أجهزة تركيز الطاقة الشمسية لإعادة تشكيل الأبخرة الناتجة عن الغاز الطبيعي، مما يزيد من النسبة الكلية للهيدروجين مقارنةً بأساليب إعادة التشكيل العادية.[76][77] أما بالنسبة للدورات الكيميائية الحرارية التي تتسم بتفكيك وإعادة تكوين المواد المتفاعلة الداخلة في التفاعل، فإنها تُعتبر وسيلة أخرى لإنتاج الهيدروجين. إن عملية تحليل أكسيد الزنك باستخدام الطاقة الشمسية والتي تحت التطوير في معهد ويزمان للبحث العلمي تستخدم فرن شمسي جهده 1 ميجا وات لتحليل وتفكيك أكسيد الزنك في درجات حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية. ويعمل هذا التفاعل الأولي على إنتاج زنك نقي، والذي يمكنه أن يتفاعل بعد ذلك مع الماء لإنتاج الهيدروجين.[78] تتمثل تقنية معامل "سانديا" في مشروع "صن شاين للبترول" في استخدام درجات الحرارة العالية الناتجة عن تركيز أشعة الشمس مع مادة حفازة مثل الزركونيوم أو مركب الفريت لتحليل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو إلى أكسجين وأول أكسيد الكربون. بعد ذلك، يمكن استخدام أول أكسيد الكربون لتكوين الوقود العادي، مثل الميثانول والجازولين ووقود الطائرات.[79] إن الجهاز الكهربائي الضوئي عبارة عن بطارية يعمل المحلول الموجود بها (أو ما يحل مكانه) كوسط كيميائي غني بالطاقة عند إضاءة البطارية. وهذه المركبات الوسيطة الغنية بالطاقة يمكن أن يتم تخزينها لكي تتفاعل بعد ذلك مع أقطاب الخلية لإنتاج جهد كهربي. وتُعتبر الخلية الكيميائية المكونة من ثيونين الفريت مثالاً على هذه التقنية.[72][80] تتكون الخلايا الكيميائية الكهربية الضوئية من شبه موصل، غالبًا ما يكون ثاني أكسيد التيتانيوم أو أحد مركبات التيتانات، مغمور في محلول إليكتروليتي.عندما يسري تيار كهربي ويضيء شبه الموصل ينشأ فرق جهد كهربي. وهناك نوعان من الخلايا الكيميائية الكهربية الضوئية: يتمثل النوع الأول في الخلايا الكهربية الضوئية التي تحول الضوء إلى كهرباء، بينما يتمثل النوع الثاني في الخلايا الكيميائية الضوئية التي تستخدم الضوء في إنتاج تفاعلات كيميائية مثل التحليل الكهربي.[72][72]
أساليب تخزين الطاقة
إن نظم الكتل الحرارية تستطيع تخزين الطاقة الشمسية في صورة حرارة في درجات حرارة مفيدة للأغراض المنزلية سواءً بشكل يومي أو على مدار الموسم. وتستخدم أجهزة تخزين الحرارة بشكل عام المواد المتاحة بالفعل ذات سعة حرارية نوعية عالية، مثل الماء والتراب والأحجار. وتستطيع الأجهزة جيدة الصنع أن تقلل توقعات الطلب القصوى من الطاقة وتحول مدة الاستخدام إلى الاستخدام في غير ساعات الذروة وتقلل من متطلبات التسخين والتبريد الكلية.[43][47][96] تُعد المواد متغيرة الطور مثل شمع البارافينوملح جلوبر من مصادر تخزين الطاقة الحرارية أيضًا. وهذه المواد تكون غير مكلفة وجاهزة للاستخدام ويمكنها الوصول إلى درجات حرارة مفيدة للأغراض المنزلية (64 درجة مئوية تقريبًا). وكان فندق "دوفر هاوس" في مدينة "دوفر" في ماساتشوستس أول من استخدم جهاز تخزين حرارة يعمل بملح جلوبر في عام 1948.[16][97] يمكن تخزين الطاقة الشمسية بدرجات حرارة عالية جدًا باستخدام الأملاح المذابة. وتُعد الأملاح وسيلة فعالة للتخزين لأنها منخفضة التكلفة ولها سعة حرارية نوعية عالية ويمكن أن تجعل درجة الحرارة تصل إلى درجات مناسبة لتلك الخاصة بأجهزة تخزين الطاقة العادية. وقد استخدم مشروع "سولار تو" هذا الأسلوب لتخزين الطاقة، مما سمح له بتخزين 1.44 تريليون جول في خزان سعته 68 متر مكعب بكفاءة تخزين سنوية نسبتها 99%.[98] من المعتاد أن تستخدم الأجهزة الفولتوضوئية غير المتصلة بالشبكة البطاريات القابلة للشحن لتخزين الكهرباء الزائدة. وبواسطة الأجهزة المتصلة بالشبكة، يمكن إرسال الكهرباء الزائدة إلى شبكة النقل. وبرامج قياس الشبكة تمنح هذه الأجهزة بيان بكمية الكهرباء التي تقوم بتوصيلها إلى الشبكة. وهذا البيان يكون معادلاً للكهرباء التي توفرها الشبكة عندما لا يستطيع الجهاز تلبية الاحتياجات الكهربائية، باستخدام الشبكة كوسيلة تخزين فعالة.[99] إن الطاقة الكهرومائية التي يتم تخزينها عن طريق الضخ تعمل على تخزين الطاقة في صورة ماء يتم ضخه عندما يكون هناك مصدر للطاقة من خزان قليل الارتفاع إلى خزان مرتفع. ويتم استعادة الطاقة عندما تكون هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة عن طريق تحرير الماء لتجري خلال مولد طاقة كهربي مائي.[100]
التطوير والتوزيع والاقتصاد
بدءًا بالاستخدام المتزايد للفحم الذي تزامن مع الثورة الصناعية، تحول استهلاك الطاقة بشكل ثابت من الخشب والكتل الحيوية إلى الوقود الحفري. ونتج التطور المبكر لتقنيات استخدام الطاقة الشمسية، والذي بدأ في ستينيات القرن التاسع عشر، عن توقع احتمالية ندرة الفحم في وقت قريب. ومع ذلك، فقد أصبح تطور تقنيات استخدام الطاقة الشمسية أبطء في بدايات القرن العشرين نظرًا لازدياد استخدام الفحم والبترولولوفرته ورخص ثمنه.[16][101]
أدى حظر استخدام النفط في عام 1973 وأزمة الطاقة التي حدثت في عام 1979 إلى إعادة تنظيم سياسات استهلاك الطاقة حول العالم وإعادة الاهتمام مجددًا بتطوير تقنيات استخدام الطاقة الشمسية.

[〆 بٰٰاولو 乄]

وهدا البحث أنتع زيوت المحركات

فائدة الزيت


مقاومة الاحتكاك بين الاسطح المتلامسة لحمايتها من التأكل و الفضاوة.

خواص الزيت:

1- ان يكون ذو سيوله كافيه لتخلخل داخل الاماكن الضيقه و الصغيره .


2- ان يكون الزيت له القدره علي المحافظه علي درجه لزوجته علي اكمل وجه .


3- ان يكون له مقاومه كبير للاحتراق عند الدرجات الحراره العاليه .


4- مقاومه الزيت لعمليه التأكسد (تحول الزيت في درجه حراره العاليه مثل شنابر البستن الي مركبات صمغيه اسفلتيه )التي تحدث له عند ارتفاع درجه الحراره و هذي الماده تسد الممرات .


5- ان يكون الزيت مقاوم للصده .

مقياس لزوجه الزيت :

يمكن قياس لزوجه الزيت علي حسب مقياس انجلر على انه عباره عن لزجه الزيت لمرور كميه من الزيت قدرها 200 سم مربع .

ولقد اتفقت الشركات الاوربيه على المواصفات القياسيه للزوجه الزيت وهي 10 _ 20 _ 30 _ 40 _ 50 _ 60_ 70 ويسبق كل الارقام رمز S.A.E كلما قل الرقم قله لزوجته و كلمت زاد زاد درجه الزوجه.الديزل والبنزين

تلعب زيوت المحركات دوراً مهماً في استمرار عمر المحرك وإطالة فترة خدمته وهي شبيه بذلك الدور الذي يقوم به الدم في الكائنات الحية.
ولا يوجد أي سائل يحقق عمل المحرك ولا يؤثر على فترة خدمته مثل زيت المحرك.

فزيوت المحركات الجيدة تعتبر زيوت تتمتع بثبات عالي للأكسدة أثناء الاحتراق داخل المحرك وتحفظ مستوى الزيت بالشكل المطلوب والصحيح أثناء التشغيل في الظروف الصعبة، كذلك من مميزات زيت المحرك الجيد أن يكون له قدرة ضخ سريعة عند إنخفاض درجات الحرارة لضمان تزيت أجزاء المحرك بصورة كاملة عند بداية التشغيل وبالتالي حمايته من البلى والتآكل وبنفس الوقت تعمل هذه الزيوت على تبريد المحرك اثناء التشغيل ، لان سخونة المحرك الزائدة سوف تؤدي الى انفجار المحرك ناهيك عن الخسارة المادية من جراء ذلك.

ان وجود الزيوت بأنواع مختلفة وماركات متعددة تجعل من سائق محترف يخطىء في اختيار زيوت المحركات الصحيحة للمحرك المعين ، اضافة الى ان مواصفات الزيوت المعلن عنها او المشار اليها على علبة الزيت قد لا تعكس المواصفات الحقيقية لهذه الزيوت.

اذن كيف نختار ماركة زيت المحرك ؟

وبماذا نعتمد عند اختيارنا لهذه الماركات ؟

كذلك قد يتسأل البعض عن الفترة اللازمة لتغيير الزيت من المحرك. متى وكيف يتم ذلك ؟

لماذا تسوّد بعض الزيوت بعد السير لبعض المئات من الكيلو مترات؟

ولماذا بعضها تبقى نقية وصافية حتى بعد قطع مسافات طويلة؟


ان الاساس في اختيار ماركة زيت معينة لمحرك سيارة معينة هو اتباع الارشادات والتعاليم الموضوعة للتشغيل تأتي مرفقة في دفتر من قبل مصنعي محركات السيارات ، لكن كيف يتم الاختيار لماركة الزيوت اذا كانت السيارة قديمة او ان البيانات المرفقة فيها والارشادات من حيث التشغيل غير كافية او انها فُقدت ، في هذه الحالة يجب ان يختار الشخص بنفسة ماركة الزيت لمحركة لكي يعمل المحرك بالصورة الصحيحة دون الاخلال بعمل المحرك وذلك عن طريق الآتي :

اختيار الزيت من حيث اللزوجة حسب جمعية مهندسي السيارت الامريكية

Society of Automotive Engineers (SAE)،

وفئات الزيوت من حيث الجودة ( الاداء) حسب معهد البترول الامريكي API (American Petroleum Institute).

او حسب الجمعية الاوربية لمصنعي السيارات (Association des Constructers Europeans d'Automobiles) ACEA))

1. زيوت المحركات والاختيار حسب التصنيف من حيث اللزوجة : SAE .

تأسس هذا التصنيف عام 1911 م ويعتبر معيار عالمي ينظم لزوجة الزيوت وليس له أي علاقة من حيث جودة الزيوت واستخدامها لمحركات معينة للمحركات المختلفة هذا التصنيف يحتوي على

ست فئات شتوية وخمس فئات صيفية لزيوت المحركات

فئات اللزوجة الشتوية هي

( 0W ,5W, 10W, 15W, 20W, 25W ) SAE

فئات اللزوجة الصيفية هي

( 20, 30,40,50,60 ) SAE

وللتوضيح نأخذ هذا المثال : SAE 10W-40 وهو عادة يكتب على علبة الزيت ،

ماذا تعني هذه الرموز الموجودة على علبة الزيت ؟

SAE 40 - درجة اللزوجة الصيفية الرقم (40) يعني استخدام الزيت في الصيف

فكلما كان الرقم كبيرا كلما كان الزيت وبدرجة كبيرة سوف يحافظ على لزوجته عند التسخين الزائد عند درجات الحرارة المرتفعة للهواء الخارجي كذلك المحرك يتأثر بارتفاع درجات الحرارة ومن مهام استخدام الزيوت إنها عند درجات الحرارة المرتفعة تحافظ وبدرجة كبيرة على لزوجتها من أجل المحافظة على المحرك .

أما وجود SAE 10W – درجة اللزوجة في الشتاء يعطينا معلومات عن استخدام الزيت لفصل الشتاء W- تعني " winter" "شتاء" فكلما كان الرقم صغيرا كلما كان الزيت وبصورة كبيرة سوف يحافظ على سيولته في الطقس البارد عند بداية تشغيل المحرك ويمكن كتابة الحرف( ش) بدلا من الحرف Wؤهو يعني شتاء كذلك.

أما الزيوت العامة ( التي يمكن استخدامها في فصل الصيف والشتاء ) فيرمز لها:

SAE 10W – 40 حيث تجمع درجة اللزوجة الشتوية والصيفية معاً وهذا يعني أنة يمكن استخدام هذا الزيت في فصل الصيف لدرجات حرارة تصل الى 40 درجة مئوية او 45 درجة مئوية بوجود الرمز40 كما يمكن استخدام نفس هذا الزيت في فصل الشتاء الى درجات حرارة منخفضة تصل من سالب 10 الى سالب 15 درجة مئوية بوجود الرمز10W .

بمعنى ان الاختيار الصحيح لهذا التصنيف تعتمد علية عدة تسهيلات أهمها أنه باستطاعتنا تشغيل محرك السيارة في المناطق الباردة التي قد تصل درجة حرارتها في فصل الشتاء الى سالب 7 -10 درجة مئوية

ذلك عن طريق الاختيار الصحيح للرقم الموجود قبل الحرف (W) ، كذلك الحال بالنسبة لفصل الصيف يكون الاختيار الصحيح للرقم بعد العلامة(- ) في المثال الرقم هو 40 هذا يعني انة بمقدورنا تشغيل المحرك في المناطق الحارة التي تصل درجة حرارتها أثناء الصيف الى موجب 40-45 درجة مئوية

هنا يجب ان ننوة انة ليس من الضروري تحميه (تسخين) المحرك في المناخ البارد او المناخ الحار عند بداية تشغيل المحرك اذا تم اختيار الزيت حسب اللزوجة اختيارا صحيحاَ

، اذ ان الاختيار الخاطئ لهذا التصنيف سوف يؤدي الى بلى وتآكل المحرك اثناء بداية التشغيل للمحرك ، فمثلا اختيار زيت المحرك بفئة اللزوجة 40 فقط حسب SAE وأثناء بداية التشغيل للمحرك في المناطق الباردة سيتطلب الأمر فترة زمن من اجل ان تسحب المضخة الزيت الى نظام التزييت حتى تلتحق بكل أجزاء المحرك العاملة ،

وفي هذه الحالة سوف يعمل المحرك بما يسمى ( بنظام الامتناع ) عن ضخ الزيت لان لزوجة الزيت في هذه الحالة ستكون عالية وقد يكون متجمدا في حوض التزييت مما يعني أنة يجب تحميه المحرك ( تسخينه ) ، في هذه اللحظات من تسخين المحرك سيعمل المحرك دون تزييت عند ذلك سوف يزداد الاحتكاك وبصورة كبيرة بين اجزائة المختلفة وبالتالي بلى المحرك وتآكله يوما بعد يوم .

لذلك كلما كان الزيت اكثر قدرة للمحافظة على السيولة عند درجات الحرارة المنخفضة واكثر قدرة للمحافظة على اللزوجة بحيث يكون كافياَ لتكوين طبقة زيتية عند درجات الحرارة المرتفعة ، كلما كان سحب الزيت والتحاقه بنظام التزييت أسرع عند انخفاض درجات الحرارة ويعمل على تبريد بخار الاحتكاك عند درجات الحرارة المرتفعة ، بذلك نضمن حماية المحرك من التأثر وبالتالي حمايته من التآكل والبلى عند الاختيار الصحيح لفئة اللزوجة حسب التصنيف SAE ،

لذلك ينصح باستخدام الزيوت العامة من حيث اللزوجة التي تحتوي على العلامات الشتوية والصيفية معاَ لانها تحتوي على إضافات مكيفة للزوجة وهذا يعني ان الزيت بأستطاعتة المحافظة على القدرة التشغيلية في مناطق درجات الحرارة المختلفة للمحرك :

2.زيوت المحركات والاختيار من حيث الجودة حسب التصنيفات ACEA , API .

إن مستوى جودة الزيوت تحدد بمعايير دولية متعارف عليها وأكثر هذه المعايير أو التصنيفات إنتشارا هي :

· نظام تصنيف زيوت المحركات حسب معهد البترول الأمريكي ( API ) .

· نظام تصنيف زيوت المحركات حسب الجمعية الأوروبية لمصنعي السيارات ACEA أولا :

التصنيف حسب معهد البترول الامريكي( Americn Petroleum Institue ) API

تأسس هذا التصنيف عام 1947م ويتكون من ثلاث فئات تعني بنوعية او جودة زيوت المحركات .

أ. (S)API "S " – service ويعني الخدمة وهو مخصص للمحركات التي تعمل بالبنزين .

ب. (C) API " C " – Commercial - يعني تجاري وهو مخصص للمحركات التي تعمل بالديزل .

ج. (EC) API (Energy conserving ) زيوت محافظة على الطاقة .

فئات (S) API للمحركات التي تعمل بالبنزين :

- الفئات القديمة (SA, SB , SC , SD , SE , SF SG , SH ) API

الفئات المعمول بها حاليا (SJ , SL, SM ) API

هذه الرموز تكون موجودة عادة على علبة الزيت ، فكلما كان الحرف الهجائي الى الامام ، كلما كان الزيت اكثر جودة وذو خواص تشغيلية جيدة ، فمثلا فئات الزيوت SL احسن من فئات الزيوت API SH SJوفئات الزيوت , SM احسن من فئات الزيوت التي قبلها أي API SL.SJ

وهكذا ،لكن قد يتساءل البعض ماذا تعني هذه الرموز ؟

ولماذا وضعت على علبة الزيت ؟

وما أهميتها ؟

نجيب على هذا التساؤل بالآتي :

SM API فئة زيوت حديثة وسارية المفعول تم تبنيها بتاريخ 30/11/2004 م وهي فئات زيوت صممت لتوفر أفضل مقاومة للأكسدة أفضل حماية من الرواسب والبلى ، وأفضل أداء في درجات الحرارة المنخفضة خلال فترة خدمة الزيت .

وهي صالحة للاستخدام في محركات السيارات التي تعمل بالبنزين التي صنعت من عام 2004 م وحتى الآن .

SL API فئة زيوت حديثة وسارية المفعول تم تبنيها في 1 - 7 -2001م ، وهي صالحة لكل المحركات التي تعمل بالبنزين التي صنعت من عام 2001م حتى عام 2004 م وهي صنعت لتضمن خواص أحسن عند درجات الحرارة المرتفعة.

API SJفئة زيوت سارية المفعول تم تبنيها في 6-11-1995م ، ورخص لها للاستخدام في 15-10-1996م ، زيوت هذه الفئة مخصصة لكل محركات البنزين موديل (1996 -2001م ). هذه الفئة استبدلت بدلاً من الفئات القديمة التي قبلها المستخدمة في المحركات الأكثر قدماً وهي فئات زيوت تتمتع بخواص تشغيلية عالية الجودة .

وفي بلدان عديدة لا زالت فئات الزيوت التي تم استبعادها ( القديمة) ما زال يعمل بها ومسموح باستخدامها لان السيارات التي تعمل بتلك الزيوت ما زالت موجودة فمثلا فئات الزيوت بالماركة SG API تم تبني هذه الفئات من الزيوت في عام 1988م وهي مخصصة لمحركات البنزين من طراز 1993م حتى 1995 م وقد حلت محل فئات الزيوت الاكثر قدما مثل SE , SF

بمعنى فئات هذه الزيوت لا يسمح استخدامها في محركات السيارات الحديثة التي صنعت من العام 1996 م وما بعد هذا العام ، وينصح باستخدام فئات الزيوت الأكثر حداثة المذكورة آنفاَ مثل (.SM . SL . SJ )API

فئات الزيوت للمحركات التي تعمل بالديزل طبقًا ل API ( فئات C)

الفئات القديمة : (API ( CA ,CB,CC ,CD,CD-II , CE

الفئات المعمول بها حاليا : API ( CF , CF-2,CF-4,CG-4,CH-4, CI-4, CI-4 plus, CJ-4 )

كما هو الحال بالنسبة لفئات الزيوت الخاصة بمحركات البنزين ،كلما كان الحرف الهجائي من الحروف الانجليزية للأمام ، كلما كان الزيت حديثا وللمحركات الاكثر حداثة بحيث تلبي المتطلبات الحديثة لهذه المحركات بمعنى فئات الزيوت CJ-4 API احدث من فئات الزيوت
CH-4, CI-4, CI-4 plus وسوف نتناولها بالتفصيل :

§ CJ-4 فئة زيوت حديثة سارية المفعول تم تبنيها في اكتوبر عام 2006 م وهي مخصصة للمحركات عالية الحمولة التي تعمل بالديزل ، تلبي المتطلبات للمحركات التي صنعت عام 2007 م من حيث معايير القاء اكاسيد النيتروجين ( NOx) والترسبات الصلبة .

لفئات هذه الزيوت (CJ-4 ) ادخلت شروط في عدة دلائل : الرماد يجب ان يكون اقل من 1.0 % ، كبريت 0.4 % فسفور 0.12 % .

من حيث المتطلبات القياسية هذه الفئة تتفوق على فئات الزيوت الاقدم منها (CI-4 ، plus CI. كما انها تحمل تغيرات كبيرة بالاشتراطات التي تلبي متطلبات المحركات التي تلبي المتطلبات البيئية الحديثة بالمقاييس للعام 2007 م وللمودلات الاكثر حداثة .

§ CI-4 plus فئة زيوت سارية المفعول تم تبنيها في عام 2004 م كفئة زيوت اضافية الى فئة الزيوت CI-4 .

هذه الفئة من الزيوت صنعت لتلبي المواصفات الحديثة التي يتطلبها مصنعو المعدات الاصلية مثل كاتربلير اي سي اف (caterpillar ECF-1) و ماك (Mack EO-N premium plus 03 و وكامونز (Cummins 20078 ) التي تتطلب قيم محدودة للرقم القلوي كحدود دنيا (TBN).

زيوت هذه الفئة تجتاز الاختبارات العالية من حيث تكون السناج ، كذلك تجتاز اختبارات اللزوجة واختبار الترسبات على المكابس ونقاوتها .
تتميز بثبات عالي للقص مقارنة بفئة الزيوت CI-4

§ CI-4 – فئة زيوت سارية المفعول تم تبنيها عام 2002م وهي صالحة لمحركات الديزل ذات الدورات العالية التي صنعت في عام 2002م وتلبي المتطلبات من حيث إنبعاث غازات العادم السامة لعام 2004م

وهذه الفئة صنعت لمحركات الديزل مع مسترجع للغازات العادمة exhaust gas recirculation ))EGR والتي تستخدم وقود ديزل يحتوي على 0.5% من الكبريت وهي استبدلت بدلاً من الفئات CD ,CE , CF , CG-4 .

§ الفئة CH-4 فئة زيوت تم تبنيها في 1/12/1998م ، وهي مخصصة لمحركات الديزل عالية السرعة رباعية الدورة وتلبي المتطلبات لعام 1998 من حيث إنبعاث غازات العادم السامة ، كذلك تلبي المتطلبات للمحركات الأوربية والتي تستخدم وقود ديزل يحتوي على 0.5% من الكبريت ، وتختلف عن الفئة API CG - 4 بأنه يسمح لها بالاستخدام في المحركات التي تستخدم وقود يحتوي على نسبة كبريت أعلى من 0.5%

وهذه الميزة تعتبر مهمة للبلدان المنتشرة فيها وقود ديزل بنسبة عالية من الكبريت مثل (أمريكا الجنوبية/ آسيا وأفريقيا) هذه الفئة تلبي المتطلبات من حيث تقليل بلى الصمامات والتقليل من تكوين السناج (Soot) .استبدلت عوضاً عن CD,CE, CF-4, CG-4 .

§ الفئة CG-4 فئة زيوت تم تبنيها عام 1995م وهي مخصصة لمحركات الديزل عالية السرعة عالية الحمولة رباعية الدورة التي تستخدم وقود ديزل يحتوي على كبريت أقل من 0. 5 %هذه الفئة فعالة في إخماد تكون السناج في المكابس الناتج من ارتفاع درجات الحرارة وتقلل من البلى وتكون الرغاوي ، وكذلك تقلل من تفاعلات الأكسدة وغيرها .

تلبي متطلبات المعايير الأمريكية من حيث انبعاث الغازات السامة ، استبدلت عوضاً عن CD , CE , CF-4 .

· الفئة CF-4 - فئة زيوت تم تبنيها عام 1990م ، وهي مخصصة لمحركات الديزل القوية عالية السرعة رباعية الدورة والتي تمتلك معزز للشحن وبدون معزز للمحركات الموضوعة على القاطرات - تلبي متطلبات الفئة CE علاوة على أنها تتمتع بخواص مقللة لتكون السناج على المكابس .

تم الموافقة عليها بأن تستخدم مع الفئة API SG وممكن أن تستخدم لمحركات البنزين للسيارات الخفيفة وذات الحمل الصغير API CF-4/SG وتلبي المتطلبات من حيث التقليل من غازات العادم السامة .

· الفئة CF-2 فئة زيوت تم تبنيها عام 1994م ، وهي مخصصة لمحركات الديزل عالية الحمولة ثنائية الدورة ، تعمل بفاعلية على إخماد بلى الاسطوانات وإخماد توضع الفحم على حلقات المكابس . استبدلت بدلاً من الفئة CD-II في المحركات الأكثر قدماً .

· CF فئة زيوت تم تبنيها عام 1994م وهي مخصصة للمحركات بموزع لرش الوقود للمحركات التي تعمل بوقود يحتوي على كبريت أعلى من 0.5 %، وتتمتع بخواص مقاومة للبلى ومقاومة للتآكل وخواص تخمد تكوين السناج على المكابس، استبدلت بدلاً من API CD في فالمحركات الأكثر قدماً .

API ( EC) وهي زيوت تحافظ على الطاقة وتعتبر مجموعة جديدة من زيوت المحركات عالية الجودة وتتكون من زيوت منخفضة اللزوجة وسهلة الانسياب وتعمل على تخفيض نفقات الوقود بحسب الاختبارات لمحركات البنزين من 1.5% إلى 2.7% . مثل الفئة API Sj /EC .

الزيوت العامة ( من أجل محركات البنزين والديزل ) ويرمز لها برمزين مضاعفة الرمز الأول يعتبر الأساس أما الرمز الثاني فيعبر إلى إمكانية أستخدام هذا الزيت لمحرك من نوع آخر .

فمثلاً : API CG-4 /SH تعتبرفئات زيت مخصصة اساساَ من أجل الاستخدام لمحركات الديزل لكن ممكن استخدامها لمحركات البنزين التي فرض عليها زيوت الفئة API SH وما قبلها SG,SF,SE وهكذا .

اذن اذا كان محرك سيارتك يعمل بالبنزين يجب اختيار فئات الزيوت التي يوجد بها الحرف(S)

حسب تصنيف معهد البترول الامريكي ، واذا كان محرك السيارة يعمل بالديزل يجب اختيار فئات الزيوت التي يوجد بها الحرف (C) وحسب سنة التصنيع للمحرك كما هو مشار إلية اعلاة
.
ولمعرفة علامة API الحقيقية فأن الزيت الذي يتطابق مع المتطلبات من حيث الجودة لفئات الزيوت المعمول بها وعمل لها الفحوصات الاساسية حسب API وSAE يوجد على بطاقتها علامة دائرية مرسوم عليها رمز الخدمة service symbol API فيؤشر لدرجة اللزوجة بــــــــSAE وفئات الجودة بــــــــ API وفي العلامة الدائرية ممكن ان يرمز لدرجة المحافظة على الطاقة ( التقليل من صرف الوقود- مقتصدة بالوقود) Energy Conserving

لذلك عند اختيار ماركة زيوت التزييت للمحركات ذات الاحتراق الداخلي من المهم الاخذ بعين الاعتبار الاختيار الصحيح لفئة الزيوت باللزوجة حسب التصنيف SAE وفي هذه الحالة سوف يضمن الزيت تشغيل المحرك بصورة جيدة وخاصة في المناخ البارد ويضمن تزييت المحرك بصورة ثابتة عند ارتفاع درجات الحرارة وعند الأحمال الثقيلة

، والاختيار الصحيح لفئات الجودة حسب API سوف يضمن تغيير الزيت بشكل دوري وصحيح لان الزيت عالي الجودة والمخصص للمحرك المعين سيحافظ على خصائصه في التزييت لمدة أطول في المحرك وبالتالي نضمن تغيير الزيت بفترات أطول مما هو مسموح به من قبل مصنعي محركات السيارات مع الاحتفاظ بقدرة الزيت على التزييت ، وبذلك يكون المحرك آمناَ من العواقب السلبية التي قد تطرأ للمحرك أثناء التشغيل او بعدة ، فتزداد فترة خدمته وفي الغالب يجتاز عمرة الافتراضي .

أما عن الأسئلة التي قد تتبادر في أذهان البعض عن الفترة اللازمة لتغيير الزيت من المحرك. متى وكيف يتم ذلك ؟

لماذا تسوّد بعض الزيوت بعد السير لبعض المئات من الكيلو مترات؟ ولماذا بعضها تبقى نقية وصافية حتى بعد قطع مسافات طويلة؟
للإجابة على هذه الاستفسارات نوجز الآتي:

تأتي أهمية تغيير الزيوت بين فترة وأخرى لإزالة الأوساخ من الزيت التي تراكمت أثناء التشغيل والتي بمرور الوقت بالتدريج تعمل على خفض مستوى الخواص التزيتية للزيت فأثناء عملية الاستخدام تتغير مركبات الزيت الأساسية وتستنفذ الإضافات التي أضيفت للزيت وذلك بسبب التسخين وتفاعلات الاحتراق داخل المحرك.

وبقدر الحاجة المتكررة لتغيير الزيت إلا أنها تعتبر الطريقة الأرخص لإطالة عمر المحرك وإطالة فترة خدمته.

وتعتبر زيوت المحركات الحديثة منتجات ذات جودة عالية بكل المواصفات الضرورية إلا أنها لا تعتبر ثابتة بصورة مطلقة فدرجات الحرارة العالية والماء المتكونين من احتراق المركبات الكبريتية واحتراق الأجزاء الصلبة الحاتة (الآكلة) تساهم إلى حد كبير في إضعاف قدرة الزيت في تحقيق وظائفه بالشكل المطلوب، فالأحماض والماء والسناج المتكونة في الزيت لا يمكن إزالتها منه إلا بتغييره.

لذلك زيوت المحركات يجب تغييرها بين فترة وأخرى بما يتناسب والتعليمات من حيث تشغيل السيارة بحيث لا تتجاوز المدة التي فرضها مصنعي السيارات بقطع المسافات بالكيلومترات.

فقديماًً كان ينصح بتغيير الزيت كل 3000 كم –4000 كيلومتر أما اليوم ولما تتمتع به المحركات الحديثة من فاعلية عالية وكلها تستهلك زيوتاًً بكميات قليلة، ولما تمتع به زيوت المحركات من مواصفات عالية الجودة وذلك بعد إدخال التكنولوجيا الحديثة في تنقيتها وإضافة الإضافات المختلفة الخاصة بتحسين خواصها التشغيلية قام غالبية مصنعي السيارات بتعديل النصائح الخاصة بفترات تغيير الزيت من المحرك.

فبعد إجراء اختبارات عديدة لأكثر من 20 ماركة زيت مختلفة على أساس معدني (نفطي) لأكثر من 75 سيارة تاكسي في الولايات المتحدة الأمريكية.

وفي غضون 22 شهراً من الاختبارات وبعد أن قطع كل محرك مسافة قدرها 96.540ألف كيلو متر (تقريباً عشرة أشهر)، طبقاً كان الزيت يغير كل 9654 آلاف كيلو متر هذا تقريباً يزيد بمرتين على المدة التي ينصح بها مصنعي السيارات أثناء استغلال المكائن من نوع التاكسي في الظروف الصعبة.

عندئذٍ تسع ماركات من الزيوت امتلكت التصنيف SAE10W-30 وهي

volvolaine
,quaker state,
pennzoil,
Mobil
,texaco
,****l
,esso
superflo
,castrol
,GTX.

وإحدى عشر ماركة امتلكت التصنيف SAE 5W-30.

منها ثلاث ماركات على أساس اصطناعي وهي

mobil 1
, pennzoil performance
,valvoline durablend.

هنا نَذكر أن المصنعين للزيوت تقسم الماركات بما يتناسب ونظام درجات حرارة التشغيل للزيوت فمثلاً في الماركة: 5w-30 يوجد عددين، هذا يعني أن الزيت شامل (عام) وصالح للاستخدام في فصل الصيف وفصل الشتاء.

فالعدد “5” يوضح إلى درجة إلزوجه الزيت عند درجات الحرارة المنخفضة أما الحرف (W) من الكلمة Winter وتعني شتاًء بمعنى أن يمكن استخدام هذا الزيت في فصل الشتاء.

أما العدد “30” – (لزوجه الزيت عند درجات الحرارة المرتفعة) ويوضح إلى إمكانية استخدام الزيت في فصل الصيف.

وبعد فك المحرك إلى أجزاء وإجراء قياس لروافع الصمامات وعمود الكامات وحلقات المكبس وغيرها وذلك باستخدام آلات تصل دقتها إلى 0.0001 – 0.00001 بوصة.

وبغض النظر عن ماركة الزيت المستخدمة تبين أن درجة البلى عند كل المحركات تقريباً كانت متساوية.

كذلك كل الدلائل الأخرى أثناء اختبار الزيت ضمنت الحماية بشكل مماثل وكلها أظهرت أفضلية من ناحية الحد من ظهور نواتج الأكسدة والتي بمقدورها أن تعرقل دوران الزيت بحرية مطلقة، فالزيوت التي خضعت للاختبار ضمنت الحماية الكاملة للمحرك عند درجات الحرارة المرتفعة ودرجات الحرارة المنخفضة.

لذلك مصنعي السيارات بعد إجراء هذه التجارب قاموا بتعديل فترات تغيير الزيت من المحرك فأصبح تغيير الزيت كل 12.068 ألف كيلوا متر وذلك أثناء التشغيل في الظروف العادية وكل 9454 ألف كيلو متر أثناء التشغيل في الظروف الصعبة.

وهناك مفهوماً خاطئاً لدى البعض من حيث قتامة (اسوداد الزيت) وذلك بعد قطع مسافات قليلة وينصح بتغيير الزيت بصورة مستعجلة باعتبار أن الزيت فقد فاعليته أو باعتقاد أنه سيعمل على اتساخ المحرك، هذا الاعتقاد خاطئ وما يحدث هو العكس تماماً فالزيوت الحديثة عالية الجودة تحتوي على كميات كبيرة من الإضافات المنظفة – المشتتة للأوساخ والتي بسرعة كبيرة في بعض الأحيان لبعض المئات من الكيلومترات، تعمل هذه الإضافات على التقاط الأوساخ والترسبات ونواتج الاحتراق إليها وتمنع تكونها على المكابس فتحافظ على هذه الأوساخ والترسبات بصورة معلقة في الزيت فأثناء تغيير الزيت تزال هذه الأوساخ مع الزيت وبذلك تعمل على تنظيف المحرك من هذه الترسبات، وهذا ما يفسر اسوداد الزيوت.

أما إذا بقي الزيت نقي وصافي بعد السير لعدة آلاف من الكيلو مرات فهذا دليل أن الزيت المستخدم لا يتمتع بالخواص المنظفة ومن الضروري تغييره أو استبداله بزيت من نوع يتمتع بالخواص المنظفة.

ولكي يتم التغيير بسهولة ويسر يفضل أن يجرى والمحرك ساخن عندئذٍ ينساب الزيت بسهولة فتخرج معه الأوساخ بانتظام ويكون إزالتها من على المحرك أحسن مما لو أجري التغيير والمحرك بارداً.

وتعتبر زيوت التزييت المستعملة بقايا ونفايات ضارة بصحة المستخدم بشكل مباشر لما تحتويه الزيوت المستعملة من معادن وأجزاء وسخة تراكمت عليها أثناء الاستخدام حيث تظهر هذه المواد عند تغيير البقايا الصلبة التي يحتويها الزيت (مصفاة الزيت-المرشح) والذي يجب أن يفرغ من مخلفات الزيت كلما غير الزيت ويجب اتخاذ اللازم لتصريفه بحيث يوضع بإتقان في أماكن مخصصة ولا يجب رميه في الوسط المحيط أو إلقائه في مياه المجاري ولا بأي حال من الأحوال لأن لتر واحد من هذه النفايات كفيلة بأن تفسد وتلوث ملايين اللترات من المياه الجوفية المخصصة للشرب أو المخصصة للاحتياجات الزراعية.