مطالب علم و فناوری (12)

یک استارت آپ تونسی در زمینه‌ی تولید انرژی دوستدار محیط زیست از انرژی باد به کمک یک توربین بدون پره برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌کند. طراحی این توربین از بادبان کشتی‌ها الهام گرفته شده است و با قیمتی نصف توربین‌های معمولی بازدهی تا دو برابر را نوید می‌دهد. نام Saphonian نیز از افسانه‌ای قدیمی در فرهنگ تونسی الگوبرداری شده است. توربینی که تصویر آن را مشاهده می‎‌کنید دومین نمونه‌ی ساخته شده توسط این شرکت است.

مزیت عمده‌ای که این توربین‌ها دارند تولید انرژی تجدیدپذیر به کمک نیروی باد البته بدون مشکلات توربین‌های قدیمی است. توربین‌های قدیمی به دلیل داشتن پره، سر و صدای زیادی تولید می‌کردند و موجب ایحاد آلودگی صوتی می‌شدند، ضمن اینکه این توربین‌ها جان بسیاری از پرندگان را نیز به خطر می‌انداختند. Saphonian از فناوری خاصی به نام بدون پره بهره می‌برد که موجب ایجاد انرژی کاملا بی ضرر می‌شود. در حقیقت در اینجا از انرژی باد به صورت رفت و برگشتی استفاده می‌شود و با انتقال این انرژی به پیستون‌های مکانیکی، این انرژی به فشار هیدرولیکی تبدیل می‌شود که بلافاصله قابل تبدیل به انرژی الکتریکی است. تبدیل این انرژی می‌تواند توسط موتورها و ژنراتورهای هیدورلیکی صورت پذیرد، ضمن اینکه می‌توان این انرژی را به صورت انباشتگی هیدرولیکی ذخیره کرد و در مواقع نیاز از آن استفاده نمود.

به کمک این توربین‌ها در زمینه‌ی تولید نیز با حذف جعبه دنده و مشکلات طراحی و ساخت پره ها، صرفه جویی مناسبی نسبت به توربین‌های معمولی صورت گرفته است. به علاوه به لطف شکل ساده و متفاوت، و به گفته‌ی سازندگان، این توربین قادر است در زمینه‌ی بازدهی از حد Betz نیز فراتر برود. حد Betz، قانونی است که طبق آن توربین‌های بادی حتی در شرایط ایده آل نیز نمی‌توانند بازدهی بالاتر از آن حد داشته باشند ( به نوعی مشابه قانون کارنو در ماشین‌های گرمایی) .

طراحان توربین‌های بدون پره Saphon امسال موفق شدند تا پتنت مربوط به این اختراع را به طور جهانی ثبت کنند و هم اکنون به دنبال سازندگان مناسبی هستند تا بتوانند این فناوری را به بازارهای جهانی وارد کنند. پیش بینی خود شرکت از زمان ورود به بازار حدود 2 سال دیگر است.

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:46

توربین بادی با قابلیت تولید 6 مگاوات برق

نوشته شده توسط

در پاییز گذشته، در کشور دانمارک، شرکت آلمانی زیمنس بزرگترین توربین بادی جهان را ساخت که اندازه هریک از سه پره چرخان آن چیزی حدود 74.9 متر – تقریبا اندازه طول بال های یک هواپیمای ایرباس 380- می باشد.

در حالی که بیشتر سازندگان توربین، پره ها را در قالب دو قطعه جداگانه می سازند، شرکت زیمنس آن هار در قالب یک قطعه تولید می کند و در نتیجه این فرایند، نیاز به چسباندنِ قطعات از بین می رود و پره ها 20% سبک تر می شوند.

این کاهش وزن، منجر به ساخت پره های با طول بیشتر شده است که می توانند با دریافت باد بیشتر، قدرت بیشتری تولید کنند.

این توربین ها می توانند تا 6 مگاوات برق تولید کنند، که این مقدار برای سرویس دادن به 6000 خانوار کافیست و شرکت زیمنس قصد دارد 300 عدد از این توربین ها را در اوائل سال جاری در کشور انگلستان نصب نماید.

منبع

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:42

جزایر خورشیدی شناور

نوشته شده توسط

شرکت سوییسی Viteos به تازگی اعلام کرده است که در حال ساخت سه مجموعه سلول های خورشیدی شناور بر روی دریاچه نوشاتل است.

Viteos قصد دارد در این پروژه با همکاری شرکت Nolaris ، جزایری خورشیدی به قطر 25 متر، هریک شامل 100 پنل فتوولتاییک تولید کند و تاکید کرده است که این جزایر صرفا با هدف تحقیق و توسعه ساخته خواهند شد و جنبه عملی و میزان مقرون به صرفه بودن تولید انرژی توسط آن ها چندان مورد نظر نیست.

از جمله قابلیت های این جزایر خورشیدی، چرخش 220 درجه به منظور دنبال کردن مسیر خورشید و تولید انرژی بیشتر است. همچنین برای کاهش هزینه ساخت، آن ها را بر روی تیوب های بادی خواهند ساخت.

بنابر گفته Viteos، این جزایر بین ماههای اردیبهشت تا مرداد به بندر نوشاتل منتقل و در آنجا نگه داری خواهند شد، تا در اوائل سال 2014 میلادی در مکان نهایی خود نصب شوند و چیزی حدود 25 سال مورد ارزیابی و آزمایش قرار بگیرند.

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:37

رشد صنعت خورشیدی با کمک پیش بینی دقیق ابرها

نوشته شده توسط

محققان مرکز ملی تحقیقات جوی (NCAR) می گویند که بهتر شدن وضعیت پیش بینی آب و هوا باعث شده است بتوانیم انرژی خورشیدی بیشتری، با قیمت ارزان تر وارد شبکه برقی کنیم.

یک تیم تحقیقاتی در مرکز تحقیق و توسعه در بولدر کلرادو، در حال آغاز پروژه ای سه ساله هستند، که هدف آن پیش بینی سه روزه آب و هوا برای نیروگاه های خورشیدی و اپراتوری های شبکه برقی است.

Sue Ellen Haupt مدیر بخش آب و هوای NCAR می گوید: دانستن این موضوع که قرار است چه میزان نور خورشید به نیروگاه های خورشیدی برسد، برای مدیران اجرایی امری حیاتی است، چرا که به آن ها این اطمینان خاطر را می دهد که در صورت نیاز مشتریانشان، نیروی کافی برای تامین این نیاز را دارند.

البته این اولین بار نیست که NCAR قدمی در جهت بهبود و افزایش میزان انرژی تجدید پذیر جاری در شبکه های برقی، بر می دارد. چند سال پیش، این مرکز یک سیستم پیش بینی میزان باد اختراع کرده بود، که میزان دقت را تا 35 درصد افزایش داد و باعث شد شرکت Xcel Energy، فعال در زمینه انرژی باد، چیزی حدود 6 میلیون دلار تنها در یک سال، صرفه جویی کند.

چالشی که این مرکز در مواجهه با انرژی خورشیدی با آن رو به روست، اندکی بزرگ تر است و آن پیش بینی پوشش ابر بر فراز یک منطقه خاص است.

میزان انرژی خورشیدی دریافتی، علاوه بر تاثیر پذیری از زمان و مکان آمدن ابرها، از نوع آن ها نیز تاثیر می گیرد. ضخامت و ارتفاع ابرها به میزان قابل توجهی بر میزان نور خورشیدی که زمین دریافت می کند تاثیر می گذارد.

NCAR برای دستیابی به این هدف، از دامنه وسیعی از فناوری ها بهره می برد که در راس آن، سه تصویرگر آسمان، هرکدام در سه مکان متفاوت، وجود دارد.

این تصویر گر ها آسمان را زیر نظر می گیرند و ارتفاع، ضخامت و همچنین مسیر حرکت ابرها را مشخص می کنند.

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:32

سلول های خورشیدی بر سقف خانه های لنکستر

نوشته شده توسط

رکس پاریس، شهردار شهر لنکستر در ایالت کالیفرنیا، می خواهد تمام خانه های تازه ساخت این شهر را، که پس از 1 ژانویه 2014 ساخته خواهند شد، به سیستم خورشیدی مجهز کند.

هدف از این کار، آن است که سرمایه گذاران را به سرمایه گذاری در سیستم های خورشیدی تشویق کنند و دستورالعملی مطابق با استانداردهای ساختمانی و معماری شهری، برای نصب این سیستم ها فراهم آورند.

علاوه بر این، این سیستم بیشتر به منظور گردآوری استانداردها و رویه هایی برای سازندگان خانه های جدید در نظر گرفته شده است تا با نصب سلول های خورشیدی، بهره بیشتری از مزایای انرژی های جایگزین ببرند.

خانه های مسکونی با اندازه 7000 فوت مربع، می بایست از سیستم خورشیدی با قدرت 1 تا 1.5 کیلوواتی و خانه های مسکونی روستایی تا 100000 فوت مربع، از سیستمی حداقل 1.5 کیلوواتی بهره ببرند.

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:24

شارژر خورشیدی جدید XD

نوشته شده توسط

در جعبه این شارژر ها، یک شارژر خورشیدی پنجره ای، حلقه سیلیکنی، کابل usb و همچنین یک دفترچه راهنما قرار دارد.

ابعاد این شارژر 1.75×11×11 سانتیمتر و وزن آن معادل 95 گرم است و یک باتری 1400 میلی آمپر یون- لیتیومی درون یک محفظه از جنس پلاستیک ABS در این وسیله جاسازی شده است.

برای انتقال شارژ از شارژر به وسیله الکتریکی متصل به آن یک usb فول سایز ، و به منظور شارژ باتری درون آن (که حدود 3 ساعت زمان لازم دارد) یک مینی usb در نظر گرفته شده است.

در صورتی که بخواهیم به صورت خورشیدی این وسیله را شارژ کنیم لازم است پنل PV 7.8×7.8 میلیمتری آن 13 ساعت به میزان کافی نور خورشید دریافت کند تا به طور کامل شارژ شود.

یک چراغ نشانگر وضعیت در این شارژر به کار رفته که با دریافت انرژی قرمز می شود و به محض کامل شدن شارژ باتری رنگش به سبز تغییر می کند. به منظور شارژ خورشیدی می توان وسیله را روی میزی در نزدیکی پنجره قرار داد و یا با استفاده از حلقه سلیکنی از سمت داخل به شیشه پنجره چسباند.

قیمت در نظر گرفته شده برای این شارژر ، 65 دلار آمریکاست.

 

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:20

روشی مناسب برای محافظت از سطح سیلیکنی قطعات

نوشته شده توسط

سیلیکن، که ماده سازنده بسیاری قطعات الکتریکی از چیپ های کامپیوتری گرفته تا سلول های خورشیدی ست، پیش از استفاده، نیاز به یک پوشش سطحی دارد.

این پوشش باعث اثر ناپذیری سیلیکن می شود، از اکسید شدن آن جلوگیری می کند و مانع از بین رفتن خاصیت الکتریکی اش می شود.

بحث اصلی در این فرایند آن است که این کار، مقدار زیادی گرما و انرژی مصرف می کند که هم پرهزینه است و هم باعث محدودیت در انتخاب سایر قطعات مورد نیاز می شود.

حال، گروهی از محققان دانشگاه MIT، موفق به ابداع روشی شده اند که فرایند اثر ناپذیری را در دمای اتاق انجام می دهد و می تواند مزایای قابل ملاحظه ای در تولید سلول های خورشیدی و سایر دستگاه های سیلیکنی داشته باشد.

به طور معمول، سطح سیلیکن با پوششی از سیلیکن نیتریت اثر ناپذیر می شود که لازمه آن افزایش دمای قطعه تا 400 درجه سلسیوس است. در مقابل، با بهره گیری از روش جدید، از تجزیه بخارهای آلی سیم هایی که تا 300 درجه سانتیگراد داغ شده اند، استفاده می شود، اما طی آن دمای خود سیلیکن تنها تا 20 درجه سانتیگراد ( دمای اتاق) می رسد.

انرژی مورد نیاز برای داغ کردن این سیم ها، کمتر از انرژی لازم برای روشن کردن یک لامپ است، بنابراین هزینه مصرف انرژی در این روش بسیار پایین خواهد بود.

از آن جا که، انرژی مورد نیاز برای ساخت سلول های خورشیدی سیلیکنی یکی از نگرانی های اصلی سازندگان آنهاست، به هر میزان هرچند اندک، صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه، آنها را قابل رقابت با سایر منابع تولید الکتریسیته می سازد، در نتیجه این کاهش دما به میزان قابل توجهی قیمت این سلول های خورشیدی را کاهش می دهد.

علاوه بر این مزیت دیگر این روش، ایجاد یک پوشش مات برای سطح سلول های خورشیدی است که باعث بهبود کارایی آن می شود.

گزارشی تازه نشان می دهد که استفاده از هیدروژن پتانسیل قابل توجهی در کاهش تولید کربن دی اکسید و بهبود کارایی فناوری های تجدید پذیر از جمله انرژی باد و خورشید دارد.

"هیدروژن : انرژی دست نخورده؟"، این عنوان تازه ترین گزارش فنی ایست که توسط موسسه مهندسان و مدیران گاز ((IGEM تهیه شده است و نشان می دهد، چطور هیدروژن می تواند به عنوان حاملی برای ذخیره انرژی بدست آمده از منابع اولیه استفاده شود و این انرژی را برای به کار انداختن وسایل برقی و گرمایی به کار گیرد.

این گزارش روی کاربردهای متنوع گاز هیدروژن، شامل افزایش نیروی مفید تولید شده توسط تاسیسات خورشیدی و بادی تاکید می کند و شرح می دهد که چطور شرکت های فعال در زمینه انرژی، در تولید گاز هیدروژن سرمایه گذاری می کنند.

این شرکت ها از نیروی الکتریکی مازاد تولید شده برای تولید هیدروژن استفاده می کنند. هیدروژن تولیدی، ذخیره می شود و بعدها برای تولید گرما و الکتریسیته ای عاری از کربن دی اکسید استفاده می شود و بدین ترتیب میزان وابستگی شرکت به سوخت های فسیلی را کاهش می دهد.

هیدروژن را همچنین می توان بدون هیچ گونه خطری به شبکه گاز موجود تزریق کرد. نتیجه این عمل که آمیخته ای از متان و هیدروژن است توسط وسایل گازسوز موجود قابل استفاده است.

پیتر هاردی، مدیر بخش خدمات فنی موسسه IGEM می گوید:" برای مقابله با انتشار کربن دی اکسید، تغییرات آب و هوا و همچنین تامین امنیت در عرضه انرژی، لازم است کشورها به سرمایه گذاری در توسعه انرژی تجدید پذیر و فناوری هایی نظیر هیدروژن و سلول سوختی ادامه دهند."

IGEM بر این باور است که تنوع در عرضه انواع انرژی ضروریست و این پیامی است که آن ها برای دولت ها و صنایع در ارتباط با خودشان دارند.

موسسه IGEM همچنین میزبانی کنفرانسی را در سال پیش رو بر عهده گرفته است که قرار است انواع انرژی را با توسعه های انجام شده در زمینه هیدروژن و سلول های سوختی همگام کند.

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:13

بالا بردن توان انرژی خورشیدی

نوشته شده توسط

بیشتر پنل های خورشیدی کمتر از 20% انرژی موجود در نور خورشید را به برق تبدیل می کنند. اما یک پروژه جدید 2.4 میلیون دلاری که سازمان پروژه های تحقیقاتی پیشرفته آمریکا روی آن سرمایه گذاری کرده است، قصد دارد به طور قابل توجهی میزان تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید را افزایش دهد و هدف آن تبدیل کارآمد بیش از 50% نور دریافتی به الکتریسیته است که این میزان چیزی در حدود دو برابر انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی معمولی است.

بدین ترتیب با به کار بردن این روش تعداد پنل های خورشیدی مورد نیاز به نصف کاهش یافته و انرژی خورشیدی توان رقابت با سوخت های فسیلی را پیدا می کند.

Harry Atwater پروفسور علم مواد و فیزیک کاربردی در Caltech روشی به کار برده است که طی آن با به کار بردن موادی با ساختار مشخص نور خورشید به 8 تا 10 رنگ مختلف تجزیه و سپس براساس رنگ مرتب می شود.

پس از آن هریک از این رنگ ها به کمک نیمه رساناها به سلول خورشیدی همسان با آن رنگ هدایت می شوند.

در نتیجه این روش مقدار بیشتری از طیف خورشید جذب پنل ها می شود و انرژی موجود در آن نیز به جای گرما به میزان بیشتری برق تبدیل خواهد شد.

ایده کلی مرتب کردن نور تجزیه شده خورشید براساس رنگ ایده تازه ای نیست.

یک روش برای این کار استفاده از مواد نیمه هادی در یک انباره است. نور در طول این انباره حرکت می کند و در نهایت توسط نیمه هادی ای که می تواند آن را به کاراترین شکل ممکن به برق تبدیل کند جذب می شود.

کارایی این روش در حدود تبدیل 43% نور خورشید به انرژی الکتریکی است، اگرچه در حال حاضر فرایند ساخت آن پر هزینه است.

افراد دیگری سعی کردند این کار را با بهره گیری از لنز های معمولی، آینه و فیلتر انجام دهند اما نمونه های ساخته شده بسیار حجیم بودند و به کارایی قابل قبول نمی رسیدند زیرا خطای چشم باعث می شد که هدایت دقیق نور به هر یک از سلول های خورشیدی سخت شود.

بعلاوه تجزیه نور به بیشتر از دو پرتو رنگ مختلف نیز، کاری دشوار بود.

در چند سال گذشته محققان، روند تجزیه و ترتیب دهی آن براساس رنگ و همچنین ذخیره و هدایت آن از یک نقطه به نقطه ای دیگر را بهبود بخشیده اند. عمل هدایت نور به سمت نقطه ای خاص با به کار بردن لایه هایی شامل ماده ای مرکب از خصیصه های کوچکتر از طول موج نور انجام می پذیرد.

پنل های خورشیدی طراحی شده توسط Atwater شامل دو لایه است که اولین لایه، نور را تجزیه و مرتب می کند و سپس به لایه دوم تحویل می دهد، لایه دوم نیز شامل آرایه ای از سلول های خورشیدی همسان با هر رنگ است.

چالش پیش روی این رویکرد، آن است که هیچ کس حاضر نیست این مواد ساختار یافته را در مقیاس و حجم بالا که لازمه صنعت خورشیدی است تولید کند. درعین حال Atwater بیان کرده است که ابزار مورد نیاز برای تولید نانو مواد ساختار یافته در حال ورود به بازار هستند. هرچند به دلیل حجم کم تولید همچنان قیمت بالایی دارند.

دوشنبه, 20 آبان 1392 ساعت 17:10

پنجره هایی که برق تولید می‌کنند

نوشته شده توسط

به گزارش مشرق، تیم تحقیقاتی دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا یک نوع سلول خورشیدی پلیمری را ارائه کرده که می تواند انرژی را که عمدتا نور مادون قرمز بوده جذب کند، این سلولها در چشم انسان حدود 70 درصد شفاف هستند و از پلاستیک فتواکتیو که نور مادون قرمز را به جریان الکتریکی تبدیل می کند، ساخته اند.

یانگ یانگ استاد علوم مواد و مهندسی دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا و رئیس مرکز انرژی تجدید پذیر نانو در موسسه نانوسیستم کالیفرنیا به عنوان رئیس این تحقیقات گفت: این نتایج احتمال بالقوه را برای تولید سلولهای خورشیدی پلیمری کاملا شفاف به عنوان مولفه ای از دستگاه های الکترونیک قابل حمل، شیشه های هوشمند و وسائل فتوولتائیک داخلی ساختمان افزایش می دهد.

یانگ افزود: در سراسر جهان توجه به تولید سلولهای خورشیدی پلیمری همواره بالا بوده است. این سلولهای خورشیدی از مواد شبیه پلاستیک ساخته شده، سبک و قابل انعطاف هستند و می توانند در حجم بالا و قیمت کم تولید شوند.

سلولهای خورشیدی پلیمری به علت مزایای آنها در مقایسه با سایر فناوری سلولهای خورشیدی توجه بسیاری را به سمت خود معطوف کرده اند. دانشمندان برای پیشرفتهای خاص خود در تجهیزات پیشرفته کاربردی به سرمایه گذاری در این عرصه ابراز علاقه کرده اند.

پیش از این تلاشهای بسیاری برای از بین بردن ویژگی مرئی یا دست کم ارائه ویژگی نیمه مرئی به سلولهای خورشیدی پلیمری صورت گرفته بود. البته این تلاشها در نهایت به سلولهایی با خاصیت اندک شفاف منتهی شدند.

یک تیم از موسسه سیستمهای نانو کالیفرنیا در دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا، دانشکده مهندسی و علوم کاربردی و همچنین شیمی و زیست شیمی، به ارائه سلولهای خورشیدی شفاف و دارای کارکرد بالا پرداخته اند که این سلول ها با ادغام پلیمر حساس نورمادون قرمز نزدیک و نانوسیمهای نقره به عنوان الکترود شفاف، ساخته شده اند.

پل اس. وایس مدیر موسسه نانوسیستمهای کالیفرنیا اظهار داشت: ما از این نوآوری و اختراع بسیار مسرور هستیم چرا که از این پس می توان از این سلولهای خورشیدی در پیشرفتهای اخیر خود در زمینه شیشه های رسانای شفاف استفاده کنیم.

خبرهای علم و فناوری

  • تولید هیدروژن با استفاده از نور خورشید، آب و زنگ آهن +

    در حالی که دانشمندان، در تلاشند تا کارایی پنل های خورشیدی را افزایش دهند چالش دیگری در زمینه ذخیره انرژی بیشتر...
  • تولید بخار بدون نیاز به جوشیدن آب +

    مخلوطی از آب خالص، نانوذرات و نور خورشید قادرند بدون جوشاندن آب، آن را به بخار تبدیل کند. امروزه با بیشتر...
  • پنجره هایی که برق تولید می‌کنند +

    به گزارش مشرق، تیم تحقیقاتی دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا یک نوع سلول خورشیدی پلیمری را ارائه کرده که می تواند بیشتر...
  • بالا بردن توان انرژی خورشیدی +

    بیشتر پنل های خورشیدی کمتر از 20% انرژی موجود در نور خورشید را به برق تبدیل می کنند. اما یک بیشتر...
  • تاثیر هیدروژن بر افزایش کارایی انرژی باد و خورشید و کاهش تولید گازهای گلخانه ای +

    گزارشی تازه نشان می دهد که استفاده از هیدروژن پتانسیل قابل توجهی در کاهش تولید کربن دی اکسید و بهبود بیشتر...
  • روشی مناسب برای محافظت از سطح سیلیکنی قطعات +

    سیلیکن، که ماده سازنده بسیاری قطعات الکتریکی از چیپ های کامپیوتری گرفته تا سلول های خورشیدی ست، پیش از استفاده، بیشتر...
  • شارژر خورشیدی جدید XD +

    در جعبه این شارژر ها، یک شارژر خورشیدی پنجره ای، حلقه سیلیکنی، کابل usb و همچنین یک دفترچه راهنما قرار بیشتر...
  • سلول های خورشیدی بر سقف خانه های لنکستر +

    رکس پاریس، شهردار شهر لنکستر در ایالت کالیفرنیا، می خواهد تمام خانه های تازه ساخت این شهر را، که پس بیشتر...
  • رشد صنعت خورشیدی با کمک پیش بینی دقیق ابرها +

    محققان مرکز ملی تحقیقات جوی (NCAR) می گویند که بهتر شدن وضعیت پیش بینی آب و هوا باعث شده است بیشتر...
  • جزایر خورشیدی شناور +

    شرکت سوییسی Viteos به تازگی اعلام کرده است که در حال ساخت سه مجموعه سلول های خورشیدی شناور بر روی بیشتر...
  • 1
  • 2

ورود کاربران