عتبر سلطنة عمان بلدًا ذا جمالٍ طبيعيٍّ استثنائيٍّ، والحكايات الجيولوجية وراء تكوّن تلك المناظر الطبيعية ستزيد من الشعور بالعجب، فتلك الجبال المنخفضة الخشنة التي تحيط بمدينتي مسقط ومطرح الساحليتين مصنوعة من صخور كانت ذات يوم جزءًا من قشرة الأرض. ترى في قبة جبل أخضر الهائلة نفس تسلسل طبقة الكربونات السميكة
التي تكون منها معظم الثروات النفطية بالجزيرة العربية ، ويبلغ ارتفاعها أكثر من 2000 متر. وترى أيضًا القرون الخضراء والسوداء المتلألئة على طول ساحل الصفة والتي تغوص إلى أعماق تتراوح بين 80 و 100 كيلومتر قبل الصعود إلى القشرة العلوية. من خلال العدسة الجيولوجية، تكتسب مثل هذه التكوينات الطبيعية أهمية جديدة، خاصةً إذا علمت مدى أهمية تكل التكوينات الحجرية العملاقة ودورها في تنقية الغلاف الجوي من ثاني أكسيد الكربون عن طريق عملية تعرف باسم " تمعدن الكربون".
تمر عروق معادن الكربونات البيضاء عبر ألواح من الصخور الداكنة مثل الدهون التي تشبه شريحة اللحم. تحيط الكربونات بالحصى والحصى، وتحول الحصى العادي إلى فسيفساء طبيعية. حتى مياه الينابيع المتجمعة التي تجمعت عبر الصخور تتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج قشرة من الكربونات تشبه الجليد، إذا تم كسرها، فإنها تعيد تشكيلها في غضون أيام.
يقول العلماء إنه إذا كان من الممكن تسخير هذه العملية الطبيعية، المسماة تمعدن الكربون، وتسريعها وتطبيقها بتكلفة زهيدة على نطاق واسع - ومن المسلم به أن بعض التكوينات الصخرية الكبيرة جدًا - يمكن أن تساعد في مكافحة تغير المناخ. يمكن للصخور إزالة بعض مليارات الأطنان من ثاني أكسيد الكربون المحتجز للحرارة التي ضخها البشر في الهواء منذ بداية العصر الصناعي.
ومن خلال تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حجر، فإن الصخور في عمان - أو في عدد من الأماكن الأخرى حول العالم التي لها تشكيلات جيولوجية مماثلة - ستضمن بقاء الغاز حبيسًا بعيدًا عن الغلاف الجوي إلى الأبد، مما يجعلها من أفضل الطرق الطبيعية للتخلص من غاز ثاني أكسيد الكربون المتسبب الرئيسي في الاحتباس الحراري العالمي.
ينات وادي الميح الصخرية
وادي الميح هو وادي في ولاية العامرات في مسقط. العامرات هي إحدى ضواحي مسقط، والانعطاف إلى وادي الميح ليس بعيدًا عن العامرات لدرجة أنني فوجئت حقًا بمدى روعة القيادة والمناظر الطبيعية والجبل على مقربة من مدينة مسقط عاصمة سلطنة عمان. يبلغ طول الطريق عبر وادي المايه ما يزيد قليلاً عن 20 كيلومترًا، وتمر ببعض المناظر الطبيعية والصخور المذهلة جدًا - وبعض الميزات الجيولوجية الفريدة حقًا التي قد يكون من السهل القيادة من خلالها ما لم تلعب اهتمامًا وثيقًا.
لقد كنت محظوظًا لرؤية تكوينات صخور الشيست الرائعة، ولعل أشهرها صخرة جيرية تسمى " لوحة الإرشاد" وهي عبارة عن حجر جيري عمره 300 مليون عام يبدو وكأنه تم طيّه في طبقات بسبب الضغط الشديد والحرارة التي تمارس عليه. كانت عبر وادي الميح مخصصة لـ صخرة "جفن العين"، وهي صخرة الحجر الجيري المذهلة التي يبلغ عمرها 250 مليون عام والتي تم تشويهها وطويها في شكل مركز يشبه العين - مباشرة داخل الجبل المطل على إحدى القرى في وادي. مباشرة بعد "جفن العين"نجد سلسلة أكثر جمالاً تسمى " الثنية العظيمة" ، وهي سلسلة من الثنيات على جبل مجاو يمكن رؤيتها من على بعد.
تقع مدينة إبراء في زاوية قاحلة من شبه الجزيرة العربية، حيث تتجول الماعز والجمال العرضية، وترى فيها تشكل الصخور بكل اتجاه تنظر إليه. لكن النتوءات الصارخة والتلال الصخرية هي أكثر من مجرد مناظر طبيعية. بعض هذه الصخور لها دور هام في الطبيعة، جسث أنها تتفاعل بشكل طبيعي مع ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتقوم بتحويله إلى أحجار كربونية بواسطة عملية "تمعدن الكربون".
د.بيتر ب. كيلمان، هو عالم جيولوجي يعمل في مرصد لامونت دوهرتي للأرض بجامعة كولومبيا وقد استمر في دراسة التكوينات الصخرية في سلطنة عمان لمدة عشرين سنة. جاء الدكتور كيلمان لأول مرة إلى عمان في التسعينيات، حيث كانت التكوينات الصخرية هناك ولا زالت واحدة من أفضل المواقع في العالم لدراسة ما كان آنذاك مجال بحثه، وتشكيل وهيكل القشرة الأرضية. لقد لاحظ عروق الكربونات لكنه اعتقد أنها يجب أن يكون عمرها ملايين السنين.
ستنتج د.كليمين من خلال سنوات الدراسة في سلطنة عمان أن الصخور الكربونية في عمان تتكون بشكل رئيسي من نوع من الصخور يسمى" بيريدوتيتايت"، ال1ي يتشكل بصورة طبيعية في شريحة من القشرة المحيطية وطبقة الوشاح تحتها التي دفعتها القوى التكتونية على الأرض منذ ما يقرب من 100 مليون سنة. أدى التآكل إلى منطقة غير مكتملة يبلغ طولها حوالي 200 ميل، يصل عرضها إلى 25 ميلاً وبسمك عدة أميال في الجزء الشمالي من السلطنة، بما في ذلك هنا في ضواحي إبراء، وهي مدينة داخلية مغبرة يبلغ عدد سكانها 50000 نسمة. حتى العاصمة الصاخبة، مسقط، على خليج عمان، لديها جيب من البيريدوتيين يطل على قصر السلطان قابوس بن سعيد. البيريدوتايت عادة ما يكون على بعد أميال تحت سطح الأرض. قال الدكتور كليمين إنه عندما تتعرض الصخور للهواء أو الماء كما هي هنا، فإنها تشبه بطارية عملاقة بها الكثير من الإمكانات الكيميائية.
قال الدكتور كيلمان إن الصخور واسعة النطاق لدرجة أنه إذا كان من الممكن بطريقة ما استخدامها بالكامل، فيمكنها تخزين مئات السنين من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وقال إنه من الناحية الواقعية، يمكن لعمان تخزين ما لا يقل عن مليار طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. (تقارب الانبعاثات السنوية الحالية في جميع أنحاء العالم 40 مليار طن). في حين أن التشكيلات هنا خاصة، إلا أنها ليست فريدة من نوعها. توجد أنواع مماثلة وإن كانت أصغر في شمال كاليفورنيا وبابوا غينيا الجديدة وألبانيا، من بين أماكن أخرى، لكن حجم تلك التكوينات الصخرية في سلطنة عمان يجلعها من أهم التكوينات الصخرية في العالم بسبب قدرتها على تنقية كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي مما يعكس الآثار السلبية التي نتجت عن احتباس هذا الغاز في الغلاف الجوي منذ بداية النهضة الصناعية في العالم وحتى الآن.
أصبحت الطاقة الشمسية واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة الواعدة في القرن الحادي والعشرين. الطبيعة النظيفة والمستدامة والمتاحة على نطاق واسع تجعلها حاسمة في معالجة متطلبات الطاقة العالمية وتقليل انبعاثات الكربون. ومع ذلك، فإن أحد التحديات المستمرة في تكنولوجيا الكهروضوئية (Photovoltaic PV) هو الحد من الكفاءة بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
أدخلت الابتكارات الحديثة أنظمة تبريد مُتقدمة مُصمّمة لتعزيز كفاءة الألواح الشمسية وطول عمرها. يستكشف هذا المقال أساسيات الألواح الشمسية، وكفاءتها، وقيودها، والدور الرائد لأنظمة التبريد المُبتكرة في تحويل إنتاج الطاقة الشمسية.
اللوحة الشمسية عبارة عن جهاز يحول ضوء الشمس إلى الكهرباء باستخدام الخلايا الكهروضوئية. إنه مصمم لامتصاص الفوتونات وتوليد الكهرباء المُستمرة (Direct current DC)، والتي يمكن تحويلها إلى تيار متناوب (Alternative current AC) للاستخدام في الأسر والصناعات والشبكات.
من خلية شمسية إلى نظام كهروضوئي. رسم تخطيطي للمكونات المحتملة لنظام كهروضوئي
أ. الخلايا الكهروضوئية- الوحدة الأساسية التي تمتص أشعة الشمس وتولّد الكهرباء.
ب. الطبقة الزجاجية- توفر الحماية ضد الظروف الجوية.
ت. طبقة التغليف- تضمن المتانة والعزل الكهربائي.
ث. ورقة خلفية- تمنع الأضرار الميكانيكية وتأثير الرطوبة.
ج. الإطار- عادة من الألمنيوم، ويوفر التدعيم الإنشائي.
ح. مربع الوصلات - يربط اللوحة الشمسية بالدارات الخارجية.
3. وظيفة ودور كل مكون في اللوحة الشمسية.
• الخلايا: تحويل الضوء إلى الكهرباء.
• الزجاج: يحمي من الحطام والتضرُّر من الأشعة فوق البنفسجية.
• التغليف: يمسك الخلايا معاً ويمنع التخلص.
• ورقة خلفية: العزل والضمان ضد المخاطر الكهربائية.
• الإطار: يوفر متانة التثبيت وسهولته.
• مربع الوصلات: يسهل التوصيلات الكهربائية والسلامة.
تطورت الألواح الشمسية من أول الخلايا الكهروضوئية القائمة على السيليكون التي تم تطويرها في عام 1954 في Bell Labs إلى ألواح أحادية البلورة عالية الكفاءة اليوم. لقد تحسّنت الكفاءة من أقل من 6%في الخلايا المُبكرة إلى أكثر من 24% في الوحدات النمطية الحديثة. تعد التقنيات الناشئة مثل خلايا Perovskite بكفاءة أعلى من 30%.
حصة السوق العالمية حسب تقنية الكهروضوئية من عام ١٩٨٠ إلى عام ٢٠٢١، من حيث الإنتاج العالمي السنوي. تشمل التقنيات السيليكون أحادي البلورة (mono-Si)، والسيليكون متعدد البلورات (multi-Si)، وتقنية الأغشية الرقيقة
أ. لوحات أحادية البلورة - كفاءة عالية (19- 24%)، عمر طويل.
ب. لوحات متعددة البلورات-كفاءة معتدلة (15- 18%)، فعّالة من حيث التكلفة.
ت. الألواح الرقيقة من الأفلام-خفيفة الوزن، ومرنة، وكفاءة أقل (10- 12%).
ث. الألواح ثنائية الجهد - التقاط الضوء من كلا الجانبين، مما يُعزِّز الخَرج.
تشمل الشركات المصنعة الرئيسية Longiو Jinkosolarو Trina Solarو Canadian Solar.
تعمل الألواح الشمسية على التأثير الكهروضوئي: تضرب الفوتونات أنصاف النواقل (عادةً السيليكون)، مما يهيج الإلكترونات ويؤدي إلى توليد التيار الكهربائي. يوجه الحقل الكهربائي داخل الخلية تدفق الإلكترون، مما يخلق طاقة DC صالحة للاستخدام.
مصفوفة شمسية مثبتة على سطح منزل
• كفاءة عالية (أكبر من > 20%).
• معامل درجة الحرارة المنخفض.
• عمر طويل (أكبر من > 25سنة).
• ضمانة طويلة (25- 30سنة).
• متانة عالية ضد الطقس.
• حساسية درجة الحرارة: تنخفض الكفاءة 0.3- 0.5% لكل درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية.
• التوليد الُمتقطِّع: يعتمد على الطقس وأشعة الشمس.
• استخدام الأراضي: تتطلب المزارع واسعة النطاق مناطق شاسعة.
• التقادُم: تفقد اللوحات حوالي ~ 0.5% كفاءة سنوياً.
يتم تعريف الكفاءة على أنها نسبة الخرج الكهربائي من اللوحة إلى الطاقة الشمسية الواردة على سطحها. تحقق الألواح التجارية النموذجية كفاءة تُقارب 17- 24%.
• استخدام المواد المتقدمة (Perovskites، خلايا ترادفية).
• تصاميم احتجاز الضوء.
• الطلاء المضاد للانعكاس.
• التكنولوجيا ثنائية الفرنسي
• أنظمة التبريد النشطة والسلبية.
يُقلِّل ارتفاع درجة الحرارة من كفاءة لوحة الطاقة الشمسية بشكل كبير. تم تطوير أنظمة التبريد المُبتكرة-مثل أنظمة التبريد القائمة على الماء، ومواد تغيير الطور (Phase Change Materials)، والأنظمة الهجينة الكهروضوئية الحرارية (photovoltaic-thermal PVT)- لمواجهة ذلك. تُبدِّد هذه الأنظمة الحرارة الزائدة، وتُحافظ على درجات الحرارة المثلى لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.
تخطيطي للإعداد التجريبي والنموذج التجريبي: (أ) العادم القياسي، (ب) العادم بدون زعانف، (ج) لوحة الطاقة الشمسية الكهروضوئية مع تبريد خلفي من هواء العادم، (د) لوحة الطاقة الشمسية المرجعية دون التبريد
قامت مؤسسات البحث مثل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة ستانفورد ومعهد فراونهوفر بابتكارات تبريد رائدة. كما أن الشركات الناشئة في أوروبا وآسيا لديها آليات تبريد جديدة، بما في ذلك التبريد القائم على النانو وأنظمة الدورة الدموية المتكاملة.
أ. سائل التبريد (الماء/النانو).
ب. المبادل الحراري أو لوحة التبريد.
ت. المضخات ونظام الجريان.
ث. خزان التخزين (للأنظمة photovoltaic-thermal).
ج. نظام التحكم (مستشعرات، ترموستات).
يزيل نظام التبريد الحرارة الزائدة من الخلايا الشمسية من خلال التوصيل والحمل الحراري. تدور السوائل التي تمتص الحرارة وتنقلها بعيداً، وأحياناً إعادة استخدامها لتطبيقات التدفئة في الأنظمة الهجينة.
• زيادة الكفاءة: يمكن أن يزيد التبريد من الكفاءة بنسبة 5-15 ٪.
• العمر الممتد: انخفاض الإجهاد الحراري يعزز المتانة.
• الإخراج المزدوج (في PVT): يوفر كل من الكهرباء والحرارة.
• المدخرات الاقتصادية: عائدات الطاقة الأعلى تقلل من فترات الاسترداد.
• تحسين خرج الطاقة لكل لوحة.
• انخفاض متطلبات الأراضي لنفس الخرج.
• انخفاض تكاليف الطاقة على دورة حياة اللوحة.
يمكن أن يجعل اعتماد أنظمة التبريد تقنيات PVالحالية أكثر تنافسية، مما يُقلِّل من التكلفة المستوية للكهرباء (LCOE) بنسبة 10-20%. قد يؤدي هذا التكامل إلى حلول الطاقة الهجينة في القطاعات السكنية والصناعية.
ستتضمن أنظمة التبريد المستقبلية عناصر التحكم الذكية والمواد النانوية والتحسين القائم على الذكاء الاصطناعي. من المتوقع التكامل مع مواد البناء (الواجهات الشمسية) والمزارع الشمسية على نطاق واسع.
بحلول عام 2030، من المتوقع أن يتجاوز سوق الطاقة الشمسية العالمية 7 TW من السعة المثبتة. ومن المتوقع أن تلعب ابتكارات التبريد دوراً رئيسياً في تقليل التكاليف وتحسين اعتماد اللوحات الشمسية في المناخات الساخنة، وخاصة في آسيا والشرق الأوسط وأفريقيا.
تُمثِّل الألواح الشمسية حجر الزاوية في الانتقال العالمي إلى الطاقة المتجددة، لكن ارتفاع درجة الحرارة يقيّد كفاءتها. توفر أنظمة التبريد المبتكرة حلاً تحويلياً، وتعزِّز الكفاءة، وتزيد عمر اللوحة، وتُحسِّن الأداء العام. مع الأبحاث المستمرة، تستعد هذه الأنظمة لإعادة تشكيل سوق الطاقة الشمسية، مما يجعلها أكثر قابلية للتطبيق وفعالية من حيث التكلفة.
مكيّفات الهواء -كما نعرفها الآن- موجودةٌ منذ مئة عامٍ فقط أو نحو ذلك، إذن كيف كان الأشخاص القدماء يحافظون على البرودة بدونها؟
إنّ الحفاظ على درجات الحرارة المحيطية المثالية ليس مجرَّد رفاهيةٍ، بل إنه أمرٌ بالغ الأهمية للبقاء على قيد الحياة. وفي يومنا الحاضر، نحن مجهَّزون بالبنية الأساسية والأجهزة وحتى
الملابس التي تحمينا من تقلّبات الطبيعة، ناهيك عن التهديدات الوشيكة المتمثّلة في الانحباس الحراري العالمي.
من الواضح أنه في تاريخ الإنسانية كان هناك عصرٌ لم تتوفَّر فيه إمكانية تسخير الكهرباء لتشغيل الأجهزة. ومع ذلك فقد ازدهرت الحضارة حينها، ومنحتنا بعض العناصر الأكثر ديمومةً في مجتمعاتنا، مثل الهندسة المعمارية والثقافة. وفي هذه المجالات نفسها نجد أيضاً دروساً بسيطةً ولكنها عميقةٌ في الديناميكا الحرارية وميكانيكا السوائل وما يُدعى (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: HVAC).
في الماضي، كانت أنظمة (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: HVAC) مُدمَجةً في الهندسة المعمارية، مع اعتمادٍ قليلٍ جداً على المعدّات. فدعونا نلقي نظرةً على بعض المواصفات والقواعد العلمية التي تقف وراء كلِّ واحدٍ من هذه الأنظمة.
تشير الكلمة الهندية جالي Jaali (والتي يمكن ترجمتها بشكلٍ تقريبي إلى "شبكة") إلى إطارٍ مثقوبٍ من الحجر أو من الخشب مُثبَّتٍ في فتحات النوافذ. ويتميَّز تصميمه المعقَّد بجاذبيةٍ جماليةٍ خاصّةٍ، وبنفس الوقت يعمل على اتّقاء أشعة الشمس وزخّات المطر. لكنّ الميزة الأكثر بروزاً في الجالي هي ثقوبه التي تعمل على تبريد الهواء عند دخوله من خلالها.
إليك هذه التجربة. افتحْ فمك وانفخْ على ظهر يدك. الآن افعلْ الشيء نفسه مع تقريب شفتيك بعضهما من بعض، كما لو كنت ستصفّر بواسطتهما. لا بد أنك ستلاحظ أنّ الفرق في درجة حرارة الهواء المنفوخ واضحٌ؛ فالشفاه المزمومة تنفخ هواءً أبرد!
هذا تطبيقٌ بسيطٌ جداً لأثر فنتوري Venturi effect.
عندما يمرّ الهواء عبر تضيّقٍ ما، فإنه يكتسب سرعةً، ويتمّ تعويض ذلك بواسطة نقصان الضغط. وفي الحقيقة، تعمل الثقوب الموجودة في شاشة الجالي بمثابة فتحاتٍ صغيرةٍ للغاية، وهذا يؤدّي إلى تسريع تدفّق الهواء عبرها. كما أنّ زيادة سرعة الهواء عند دخوله تساعد على جعل الحيّز الداخلي أكثر راحةً.
تساعد درجة الحرارة المنخفضة والسرعة الزائدة للهواء على أن يصل الحيّز الداخلي إلى درجة حرارةٍ مريحةٍ ومقبولةٍ من الناحية الحرارية. وبسبب التصاميم المعقّدة لشبكات الجالي واستخدام موادَّ مثل الحجر والرخام في صنعها، تمَّ استخدامها في المقام الأول عند الأسر الأكثر ثراءً. هناك أمثلةٌ مألوفةٌ للجالي نصادفها في العمارة الهندية الإسلامية، مثل تاج محل Taj Mahal (في أجرا Agra في الهند) ومثل هاوا محل Hawa Mahal (في جايبور Jaipur في الهند).
يعني التبريدُ الإشعاعي فقدانَ الحرارة من جسمٍ ما إلى محيطه عن طريق الإشعاع. تتمتّع الجدران السميكة في المنشآت مثل الحصون والقلاع بمقدارٍ أكبر من العطالة الحرارية. ونقصد بذلك أنها تستطيع امتصاص المزيد من الحرارة التي تشعُّها الأجسام والأشياء المحصورة بداخلها.
إنّ الجدران السميكة بطيئةٌ في امتصاص الحرارة وإطلاقها، ممّا يجعل الوضع غير مريحٍ في الليل. ولهذا السبب، كانت جدران وأرضيات القصور القديمة تحتوي في كثيرٍ من الأحيان على قنواتٍ مخفيةٍ أو مكشوفةٍ لمرور المياه من خلالها. تعمل المياه المتدفّقة على سحب الحرارة من الجدران بعيداً عنها، ممّا يساعد على إبقاء هذه الجدران باردةً.
هناك تقنياتٌ حديثةٌ تستخدم التبريد الإشعاعي تتميّز بوجود أنابيب داخل الجدران تحمل الماء البارد جداً. وقد لوحظ أنّ هذا وحده يقلّل من تكاليف (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء HVAC) للمؤسّسات بنسبةٍ تصل إلى 25% أو أكثر. تشتهر شركة إنفوسيس Infosys، (وهي شركةٌ عملاقةٌ في تكنولوجيا المعلومات في الهند) باعتمادها التبريد الإشعاعي كبديلٍ عن أنظمة (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء HVAC) التقليدية.
يعمل التظليل الخارجي للمنزل عندما يُصمَّم بشكلٍ جيدٍ على منع وصول أشعة الشمس القاسية خلال فترة ما بعد الظهر. هذا الأمر يقلّل من اكتساب الحرارة عند الأسطح الخارجية للمنزل (النوافذ والجدران الفارغة) ويضمن أيضاً عدم ارتفاع درجات الحرارة المحيطية في المناطق شبه المفتوحة والخارجية من المنزل.
في البداية، تمَّ هذا التظليل بواسطة الأشجار. ولكنْ مع تطوّر التقنيات، أصبح بالإمكان تحقيق التظليل من خلال استخدام لوحٍ غير شفّافٍ يمر عبر المنزل (يُشاهَد فوق النوافذ الحديثة)، أو من خلال الشرفات الواسعة الممتدّة، أو بواسطة مظلّاتٍ خشبيةٍ مُثقَّبةٍ تُسمَّى العرائش. ونرى أمثلةً على ذلك في العمارة المغولية إذا تأمَّلنا الجهاروكا jharokhas، وفيها نجد المساحات منفصلةً بعضها عن بعض، ممّا يقلِّل من درجة حرارة داخل الغرفة.
القنوات المائية عبارةٌ عن شبكاتٍ معقّدةٍ من الأقنية الجوفية والسطحية المخصَّصة لإمداد منطقةٍ ما بالماء. فبناءً على تعليمات الرومان، قامت هذه القنوات بتوفير المياه للأغراض المنزلية وكذلك من أجل تنظيم درجة الحرارة. وكانت المعالم العمرانية المتعلّقة بالماء مثل البرك والنوافير التي كانت شائعةً في العمارة في تلك الفترة تتلقّى المياه من هذه القنوات.
لقد بُنيَت تلك المعالم أيضاً لتكون وسائلَ بسيطةً للمبادلة الحرارية، حيث تقوم بتبريد الهواء الساخن عند دخوله من القسم الأمامي لفناء المبنى. فالهواء الساخن كان يهبّ فوق البرك ومن خلال النوافير، فيفقد حرارته بإعطائها إلى الماء عند ملامسته. وهذا الأمر يُعرَف باسم التبريد التبخيري. وجديرٌ بالذكر أنّ نوافير المياه والشبكات والبرك كانت تُستخدَم للتبريد إمّا بمفردها أو بالاشتراك مع طرقٍ أخرى.
نشأت لاقطات الرياح في صحاري الشرق الأوسط، وهي مثالٌ رائعٌ على كيفية التلاعُب بالهواء الجاف الساخن للحفاظ على برودة المنازل. كما يوحي الاسم، فإنّ لاقطات الرياح هي عبارةٌ عن عناصرَ بنائيةٍ تبرز من المنزل، وتشبه إلى حدٍّ كبيرٍ المدخنة.
تحتوي هذه البنى العمرانية على تجويفاتٍ مقعّرةٍ وفتحاتٍ تواجه الريح وتوجّهها إلى داخل المنزل. تمتصّ جدران المنزل جزءاً من حرارة الريح بسبب العطالة الحرارية. ويقوم الجزء السفلي من لاقط الرياح -وهو موجودٌ داخل المنزل- بتوجيه الريح لتمرّ عبر حواجزَ رطبةٍ وعبر مرشحاتٍ للغبار، وذلك من أجل تقليل درجة الحرارة بشكلٍ أكبر.
كانت الاستفادة من استخدام لاقطات الرياح أمراً اشتركت به عائلات النخبة مع عائلات العامة. ولعبت الظروف المناخية المحلية دوراً كبيراً في تصميمها وتكيّفها، وهذا ما جعلها فريدةً من نوعها حسب مناطقها. ومن الأمثلة الرائعة على لاقطات الرياح التقليدية بيتُ البروجردي Borujerdi في إيران.
ظهرت الآبار المتدرّجة في المناطق القاحلة في ولايتي غوجارات Gujarat وراجستان Rajasthan بالهند من أجل اقتناص المياه وتخزينها على مدار السنة. وهي معروفةٌ بهندستها المعمارية العكسية الغريبة، حيث نجد سلالمَ تنزل ضمن البئر إلى عدة طوابق في الأسفل.
للآبار المتدرّجة مناخٌ مصغَّرٌ خاصٌّ بها. فالجزء السفلي من البئر المتدرّج الذي يقع بالقرب من خزان المياه هو أكثر برودةً بعدّة درجاتٍ من السطح. أمّا الجزء العرضي من البئر المتدرّج والذي يشبه القمع فهو يمنع أيَّ فقدانٍ مفرطٍ للمياه بسبب التبخّر، في نفس الوقت الذي يوفّر فيه أيضاً الظلَّ الواقي من أشعة الشمس القاسية.
ليس من المُستغرَب أن تصبح الآبار المتدرّجة أماكنَ للتجمّع الاجتماعي، فهي لم تكُن توفّر المياه فحسب، بل تؤمّن أيضاً موضعاً للراحة من الحرارة الشديدة في المناطق القاحلة. وفي حين أنّ معظم الآبار المتدرّجة لم تعُد موجودةً الآن، فإنّ المهندسين المعماريين والمصمّمين يسعَون إلى إحيائها كحلولٍ حديثةٍ وموفِّرة للطاقة من أجل تخزين المياه والتحكّم في درجة الحرارة. بعض الأمثلة الرائعة عن الآبار المتدرّجة تشمل أغراسين كي باولي Agrasen Ki Baoli في دلهي وأدالاج ني فاف Adalaj Ni Vav في أحمد آباد في الهند.
إليك هذه الحيلة "الرائعة" "عن التبريد". في حالة عدم وجود مكيّف هواءٍ أو مروحةٍ، يمكنك تبريد نفسك بسهولةٍ تامّةٍ. الحيلة تكمن في تبريد النقاط التي نجسّ فيها النبض، مثل الرسغين وجوانب الرقبة، باستخدام الماء أو حتّى قطعة قماشٍ مبلّلةٍ.
