دانشجویان دانشگاه فناوری آیندهوون هلند، نخستین آمبولانس خورشیدی جهان را برای ارائه خدمات پزشکی در مناطق دورافتاده توسعه دادهاند.
این خودرو که «Stella Juva» نام دارد، انرژی مورد نیاز برای حرکت و تجهیزات پزشکی خود را از خورشید تأمین میکند و قرار است در همکاری با سازمان Amref Health Africa در شرایط واقعی کنیا آزمایش شود.
تیم انرژی خورشیدی دانشگاه آیندهوون سالها روی توسعه وسایل نقلیه خورشیدی کار کرده است. این تیم پیش از این خودروهای خانوادگی، کمپر و حتی خودروی آفرود خورشیدی ساخته بود. دانشجویان در پروژه جدید خود، فناوری خورشیدی را به حوزه خدمات درمانی آوردهاند تا امکان دسترسی ساکنان مناطق دورافتاده به تجهیزات پزشکی پیشرفته را بررسی کنند.
Stella Juva برخلاف آمبولانسهای معمولی برای انتقال سریع بیماران به بیمارستان طراحی نشده است. این خودرو در اصل یک درمانگاه سیار و مستقل محسوب میشود که میتواند به مناطقی بدون جاده مناسب، شبکه برق پایدار یا دسترسی آسان به سوخت سفر کند و خدمات پزشکی را در همان محل ارائه دهد.
توسعهدهندگان این پروژه میگویند حدود یک میلیارد نفر در جهان در مناطق دورافتاده و خارج از شبکه زندگی میکنند. رساندن تجهیزات پزشکی به این مناطق دشوار است و نبود زیرساخت مناسب میتواند ارائه خدمات درمانی را با محدودیت جدی روبهرو کند. Stella Juva برای بررسی یک راهکار متفاوت در چنین مناطقی توسعه یافته است.
تأمین انرژی خودرو و تجهیزات پزشکی با خورشید
#یکی از مهمترین چالشهای تیم ۲۳ نفره پروژه، تأمین همزمان انرژی سامانه محرکه و تجهیزات حساس پزشکی بود. خودرو باید علاوه بر عبور از مسیرهای آفرود، انرژی کافی برای فعالیت دستگاههای تشخیصی و درمانی را نیز در اختیار داشته باشد.
دانشجویان برای حل این مشکل از سلولهای فتوولتائیک پیشرفته «All Back Contact» ساخت شرکت چینی AIKO استفاده کردند. در این فناوری، تمام اتصالات الکتریکی در پشت سلول قرار گرفتهاند. حذف خطوط فلزی از قسمت جلویی باعث میشود سطح بیشتری برای جذب نور خورشید در دسترس باشد و پنلها حتی هنگام وجود پوشش جزئی ابر نیز انرژی بیشتری دریافت کنند.
این سلولها بازده بالایی دارند و امکان تولید انرژی بیشتر از سطح محدود سقف خودرو را فراهم میکنند. پنلها همچنین از اتصالات مسی یکپارچه و ساختار فلزی بدون نقره بهره میبرند. این طراحی دوام پنلها را افزایش میدهد و خطر ایجاد ترکهای بسیار کوچک یا کاهش عملکرد سلولها بر اثر لرزشهای مداوم مسیرهای آفرود را کمتر میکند.
انرژی تولیدشده روی سقف در یک باتری لیتیومی ۵۰ کیلوواتساعتی ذخیره میشود. این باتری امکان استفاده از خودرو و تجهیزات پزشکی در شب یا دورههای طولانی هوای نامساعد را فراهم میکند.
آمبولانس خورشیدی مهندسان، معماری الکتریکی Stella Juva را به دو بخش مجزا برای سامانه محرکه و کابین پزشکی تقسیم کردهاند. اگر انرژی قابل استفاده برای حرکت خودرو تمام شود، سامانه بهطور خودکار انرژی باقیمانده باتری را در اختیار تجهیزات حیاتی پزشکی قرار میدهد. بنابراین توقف خودرو لزوماً به معنی خاموش شدن تجهیزات درمانی نیست.
اینورترهای موج سینوسی خالص نیز برق مورد نیاز دستگاههای پزشکی را مدیریت میکنند. این تجهیزات از ایجاد نوساناتی جلوگیری میکنند که ممکن است به ابزارهای حساس تشخیصی آسیب برساند.
وزن خودرو نیز نقش مهمی در افزایش برد آن دارد. با این حال، Stella Juva باید تجهیزات پزشکی نسبتاً سنگینی را حمل کند. دانشجویان برای کاهش وزن، شاسی و بدنه را از کامپوزیت فیبرکربن سبک در سطح فناوری هوافضا ساختهاند.
وزن نهایی خودرو تنها ۱۳۵۰ کیلوگرم است. این رقم در مقایسه با آمبولانسهای عملیاتی معمولی بسیار پایین محسوب میشود. یک آمبولانس متعارف میتواند بین ۳۵۰۰ تا ۶۳۵۰ کیلوگرم وزن داشته باشد.
بدنه Stella Juva نیز فرم قطرهای و آیرودینامیک دارد تا مقاومت هوا کاهش پیدا کند. تیم سازنده انتظار دارد خودرو در یک روز آفتابی بتواند با انرژی خورشیدی تا ۷۱۵ کیلومتر حرکت کند. حداکثر سرعت آن نیز به ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت میرسد.
یک اورژانس سیار برای مناطق دورافتاده
#کابین پزشکی Stella Juva به سامانه کنترل دما مجهز شده و میتواند مانند یک اتاق اورژانس مستقل فعالیت کند. دانشجویان مجموعهای از تجهیزات تشخیصی و درمانی را در فضای محدود این خودرو جای دادهاند.
یکی از تجهیزات مهم خودرو، دستگاه تخصصی اشعه ایکس برای غربالگری بیماری سل است. تجهیزات سونوگرافی برای مراقبتهای دوران بارداری، امکانات انجام آزمایش سریع مالاریا و دستگاههای دفیبریلاتور خارجی خودکار نیز در این درمانگاه سیار قرار دارند.
یک سامانه سرمایشی پربازده نیز برای نگهداری واکسنها و داروها در نظر گرفته شده است. این سامانه باید بتواند حتی در مناطق بسیار گرم، دمای مناسب برای نگهداری اقلام پزشکی حساس را حفظ کند.
با وجود قابلیتهای Stella Juva، برنامهای برای تولید انبوه فوری آن وجود ندارد. این خودرو یک نمونه تحقیقاتی و اثبات مفهوم دانشگاهی است. هدف اصلی پروژه، نشان دادن امکان استفاده از یک وسیله نقلیه پزشکی بدون آلایندگی و مستقل از شبکه برق در مناطق محروم است.
نقشههای مهندسی این پروژه بهصورت متنباز ارائه شدهاند. تیم سازنده امیدوار است خودروسازان بزرگ و سازمانهای جهانی فعال در حوزه سلامت بتوانند از نتایج این پروژه برای توسعه راهکارهای مشابه استفاده کنند.
Solar Team Eindhoven یک مجموعه دانشجویی غیرانتفاعی است و بهعنوان شرکت تجاری فعالیت نمیکند. این تیم هزینه پروژههای خود را از حمایت مالی شرکتها، دانشگاه و همکاری با سازمانهای غیرانتفاعی تأمین میکند.
این گروه سابقه قابل توجهی در توسعه خودروهای خورشیدی دارد. اعضای جدید تیم هر دو سال یک وسیله نقلیه جدید میسازند که انرژی مورد نیاز خود را بهطور کامل از خورشید دریافت میکند.
پروژههای این تیم چهار بار پیاپی در کلاس خودروهای خانوادگی مسابقات World Solar Challenge استرالیا پیروز شدهاند. دانشجویان در سال ۲۰۲۱ نیز کمپر خورشیدی Stella Vita را ساختند و با آن از آیندهوون به سمت جنوبیترین نقطه اروپا سفر کردند.
این تیم در سال ۲۰۱۵ یک خودروی خانوادگی خورشیدی ساخته بود. گروه دیگری از دانشجویان نیز در سال ۲۰۲۳ با Stella Terra، نخستین خودروی آفرود خورشیدی جهان، مسیری هزار کیلومتری را از شمال مراکش تا صحرای بزرگ آفریقا پیمود.
اکنون Stella Juva باید تواناییهای خود را خارج از محیط دانشگاه نشان دهد. Solar Team Eindhoven این خودرو را در ماه جاری برای انجام آزمایشهای میدانی گسترده به کنیا منتقل میکند.
بیشتر بخوانید: انتقال بیسیم برق خورشیدی از فضا به زمین
دانشجویان در همکاری با سازمان بشردوستانه و غیرانتفاعی Amref Health Africa، آمبولانس خورشیدی را در مسیرهای دشوار و سناریوهای واقعی پزشکی آزمایش خواهند کرد. آنها در جریان این آزمایشها، اطلاعات مربوط به عملکرد خودرو و تجهیزات پزشکی را جمعآوری میکنند.
نتایج آزمایشهای کنیا میتواند نشان دهد که چنین درمانگاههای خورشیدی تا چه اندازه برای فعالیت در مناطق دورافتاده مناسب هستند. تیم سازنده امیدوار است Stella Juva زمینه توسعه نسل جدیدی از خودروهای پزشکی مستقل از شبکه را فراهم کند و در آینده به شکلگیری راهکارهای تازه برای ارائه خدمات درمانی در مناطق روستایی و دورافتاده جهان کمک کند.
