روشهای نوین تولید برق

[لگری]

انتقال برق بدون سیم از سطح ماه
انتقال برق بدون سیم از سطح ماه یکی از ایده های جدید تولید
انرژی، انتقال انرژی خورشیدی از سطح ماه بصورت بی سیم است. اصول اولیه این ‏طرح
توسط دکتر دیوید کریسول (‏Dr. David‏ ‏Criswell‏) محقق دانشگاه هوستون تگزاس و
مدیرمؤسسه ‏Space ‎Systems Operations‏ ارائه شده است. بر اساس این طرح، ابتدا
مجموعه ای بسیار وسیع از سلولهای ‏خورشیدی بر سطح ماه (که همیشه به طرف زمین است)
قرار داده میشوند تا نور خورشید را به انرژی الکتریکی ‏تبدیل کنند. سپس انرژی
الکتریکی حاصله به یک فرستنده مایکروویو ارسال میشود تا به امواج رادیویی در
‏فرکانس 2.5 گیگاهرتز تبدیل شده و از آنجا بوسیله آنتنهای با پهنای بیم (‏beam‏)
بسیار باریک بطرف زمین ‏ارسال گردد. در سطح زمین این امواج الکترومغناطیسی پر قدرت
بوسیله آرایه های بسیار بزرگ (‏very large ‎array‏) از آنتنهای مایکروویو دریافت
شده و دوباره به انرژی الکتریکی تبدِل میشوند. همچنین بخشی از این ‏امواج توسط
ماهواره های مخصوصی که در اطراف کره زمین قرار خواهند گرفت به نقاط دیگر کره زمین
که در ‏دید مستقیم ماه نمی باشند منعکس میشوند. در واقع تبدیل انرژی الکتریکی به
امواج الکترومغناطیسی این امکان را ‏میدهد تا انرژی بصورت بی سیم از یک نقطه به
نقطه دیگر منتقل شود و در نقطه مقابل پس از دریافت امواج ‏الکترومغناطیسی با انجام
عمل عکس، انرژی ااکتریکی مجدداً تولید گردد (به این روش اصطلاحاً ‏power ‎beaming‏
میگویند). تقریباً اساس تمام سیستمهای انتقال برق بدون سیم بر همین پایه استوار
است. البته واضح ‏است که بازدهی چنین سیستمهایی در مقایسه با انتقال برق در خطوط
برق بسیار پایین است چون مقدار زیادی از ‏انرژی در تبدیل برق به امواج
الکترومغناطیسی و بالعکس تلف میشود و بعلاوه مقداری ازانرژی موجود در ‏امواج نیز در
فرایند تشعشع وانتقال در محیط (اتمسفرزمین) به هدر خواهد رفت. بااین وجود، دکتر
کریسول در ‏مقالات مختلفی که ارائه کرده ( منجمله مقاله 1 و مقاله 2) بصورت تحلیلی
به این مسائل اشاره کرده و با محاسبات ‏مختلف ادعا نموده است که میزان انرژی تولید
شده با احتساب تمام این تلفات و مخارجی که صرف ساخت و ‏نصب تجهیزات خواهد شد باز
مقرون به صرفه خواهد بود و تنها به کسری از یک سنت برای تولید یک کیلو وات ‏بر ساعت
برق خواهد رسید. البته دانشمندان ناسا نیز ایده های مشابهی مثل قرار دادن مجموعه ای
از سلولهای ‏خورشیدی و یا حتی صرفاً صفحه های منعکس کننده نور در مدار کره زمین
ارائه کرده اند که بحث بر سر اینکه ‏کدام روش مناسبتر است هنوز ادامه دارد.‏
برق در گوجه فرنگی
دانشمندان هر روز راه‌های جدیدی را برای تولید انرژی با
استفاده از مواد و گیاهان و طبیعت آزمایش می‌کنند
شاید گران بودن تولید انرژی از سوخت‌های فسیلی باعث شده است
تا در اروپا و آمریکا روش‌های تولید برق از
انرژی‌های جایگزین‌شونده مانند باد، آب و خورشید توسعه روزافزونی پیدا کند. حتی در
برخی کشورها از انرژی موج دریا یا گرمای زمین و آتشفشان‌ها نیز برق تولید
می‌کنند.
حالا به‌نظر می‌رسد موج جدیدی از فعالیت‌های تولید برق به
وسیله گیاهان به جریان افتاده است. در تازه‌ترین فعالیت‌های تحقیقاتی، دانشمندان
موفق شده‌اند از گوجه فرنگی و حتی جلبک، برق تولید کنند.
نوعی لامپ بسیار عجیب ابداع شده است که با استفاده از گوجه
فرنگی می‌تواند یک اتاق را روشن کند. به گزارش مهر، شاید زمانی دور از تصور بود که
گیاهی چون گوجه فرنگی در تامین روشنایی اتاق، نقش داشته باشد اما امروز به‌نظر
می‌رسد این تصور غیرممکن در قالب لامپی بسیار عجیب به واقعیت تبدیل شده است.
این لامپ در سالن روشن - خاموش نمایشگاه بین‌المللی مبلمان
میلان به نمایش درآمده است. این سالن درواقع ویترین بین‌المللی خلاقیت ایده‌پردازان
زیر 35 سال است و در آن 700 ذهن جوان ایده‌های جالب خود را به معرض دید
گذاشته‌اند.
این لامپ شگفت انگیز از فناوری LED (دیودهای ساطع‌کننده
نور) برخوردار است و با جمع‌آوری انرژی که از یک واکنش شیمیایی میان اسیدهای گوجه
فرنگی، روی و مس ایجاد می‌شود همانند یک لامپ معمولی، روشنایی محیط را تامین
می‌کند.
به گزارش لارپوبلیکا، این روشنایی نیازمند حجم زیادی گوجه
فرنگی است و لامپ تنها تا زمانی روشنایی خود را حفظ می‌کند که میوه رشد می‌کند و به
محض آنکه گوجه فرنگی رسیده شد، نور لامپ ضعیف می‌شود و به این ترتیب گوجه فرنگی
می‌تواند مورد مصرف خوراکی قرار گیرد.
در ابداع این لامپ شگفت انگیز و استفاده از فناوری روشنایی،
مواردی از قبیل توجه به کمیت منابع طبیعی لازم حتی برای تولید کوچک‌ترین انرژی لازم
برای مصارف روزانه رعایت شده است.
برق در سیب زمینی
دانشمندان به روشی دست یافتند که می توان با هزینه پایین از
سیب زمینی برق تولید کرد
در این روش سیب زمینی آب‌پز شده را در میان دو الکترود از
جنس روی و مس قرار می‌دهند. در واقع پختن سیب زمینی در آب به منظور پایین آوردن
مقاومت داخلی آن در برابر جریان الکترونها و بازدهی بیشتر است.
بررسی‌ها نشان داده است برق به دست آمده از سیب زمینی آب پز
ده برابر بیشتر از سیب زمینی خام است.
یک باتری سیب زمینی می تواند تا بیست ساعت برق تولید کند که
با آن می توان دستگاه‌های کم مصرف پزشکی و روشنایی را روشن کرد.
اگر چند عدد از آنها به صورت سری به یکدیگر وصل شود توان
آنها بالاتر می‌رود و می‌توان حتی یک رایانه قابل حمل و کوچک را روشن کرد.
دانشمندانی که این روش را ابداع کرده‌اند می‌گویند این روش می‌تواند به میلیون‌ها
نفر در مناطق فقیر جهان کمک کند تا با هزینه پایینی برق مورد نیاز خود را تامین
کنند.
بررسی‌ها نشان داده است تولید روشنایی با این روش شش برابر
ارزانتر از چراغ‌های نفتی است و در مقایسه با باتری‌های معمولی پنجاه بار ارزانتر
تمام می‌شود. البته برخی منتقدان می‌گویند که برق تولیدی با این روش کم است و تولید
مقادیر فراوان آن بسیار هزینه بر است.
گفتنی است این روش برای میوه ها و سبزیهای دیگر هم آزمایش
شده و موفقیت آمیز بوده است اما به ارزانی سیب زمینی نبوده است .
جلبک برای برق
محققان دانشگاه استنفورد جریان الکتریسته‌ای را کشف
کرده‌اند که از گیاهان منشأ می‌گیرد. به گزارش ایسنا، این دانشمند‌ان دو شاخه‌ای را
به سلول‌های جلبک متصل کرده و توانستند جریان برق اندکی را به دست بیاورند.
آنها این جریان الکتریکی را در منبع مهم تولید انرژی تحت
عنوان فرایند فتوسنتز کشف کردند. این فرایند روشی است که گیاه از آن برای تبدیل نور
خورشید به انرژی شیمیایی استفاده می‌کند.
محققان می‌گویند: این کشف می‌تواند نخستین گام در جهت تولید
الکتریسیته زیستی با کارایی فوق‌العاده باشد که محصول پسماند آن دی اکسید کربن
نباشد. وون هیانگ ریو، نویسنده اصلی این تحقیق در مقاله نشریه «نانو لترز» خاطرنشان
کرد: ما معتقدیم نخستین گروهی هستیم که الکترون‌ها را از درون سلول‌های گیاهی زنده
خارج کرده‌ایم. برای این آزمایش محققان یک نانوالکترود منحصر به فرد فوق‌العاده
حساس از جنس طلا تولید کردند که به‌ویژه برای جست‌وجو درون سلول‌ها طراحی شده
بود.
الکترود طلایی از سلول‌هایی که در حال فتوسنتز بودند،
الکترون‌هایی را جمع‌آوری کرد که توسط نور انرژی گرفته بودند و محققان از این انرژی
یک جریان الکتریکی اندک و ضعیف تولید کردند. محققان می‌گویند: نتیجه این تحقیق
تولید جریان برق به شیوه‌ای است که هیچ کربنی وارد اتمسفر زمین نشود چون تنها
پسماند فرایند فتوسنتز پروتون و اکسیژن است.

[SaSaMc2]

سلام...

غير روش جلبك اونم در شرايط خاص، روي موارد ديگه نميشه حساب باز كرد...

[farzadsw]

آخه مناطق محروم اگه گوجه و سیب زمینی دستشون بود که از گشنگی نمی مردند ! وقتی طرف نشسته تو اوروپا (که جشنواره پرتاب گوجه دارند) داره تز میده ، همین میشه دیگه !
بهترین راه استفاده از انرژی خورشید هست چون به جز گرمای هسته زمین و انرژی هسته ای ، تنها منبع انرژی تو تمام منظومه شمسی همین خورشیده ! بقیه انرژی ها مثل فسیلی ، بادی ، موج دریا ، سوخت گیاهی و غیره همه از همین خورشید هستند و از همه مهمتر انرژی خورشید همینطوری در هر لحظه داره ساطع میشه ، چه بخوای ازش استفاده کنی و چه استفاده نکنی !
تنها مشکلی که سر راه استفاده از انرژی خورشیده ، هزینه بالای تجهیزاتشه و گرنه راندمان و این مسایل اصلا مهم نیست چون فرضا 10 درصد هم راندمان داشته باشه(که بیشتر از این هست) ، بدون هیچ هزینه ای (ماده اولیه) برق تولید میشه ، مفتی !
و البته این رو هم همه میدونند که هر وسیله ساخت بشر اولش قیمتش بالا هست و اگه روش سرمایه گذاری بشه قیمتش به شدت کاهش پیدا میکنه . به عنوان نمونه شما قیمت یک ic یا پردازنده که داخلشون بیش از 10 هزار هزار هزار ( 10 میلیارد) تا قطعه الکترونیکی (ترانزیستور) داره 20 سال پیش چند هزار دلار قیمت داشت و الان 4-5 دلاره !!!! حالا چیزی که عجیبه اینه که این سلول های خورشیدی که اتفاقا از همین نیمه هادی هم ساخته میشن و قدمتشون هم اندازه همون تراشه و پردازنده هست ، تقریبا قیمتشون تغییری نکرده !
من فکر کنم دستهایی پشت پرده هست (d:) مثل مافیای انرژی ، شرکتهای نفتی و البته دولتها که نمی خوان این تکنولوژی گسترده بشه .

[farzadsw]

آیا میدانید میزان انرژی که در یک ساعت از خورشید به زمین میتابد(4,3×1020j)از مقدار مصرف انرژی سالیانه تمام انسان های کره زمین (4,1×1020j)بیشتر است؟

وبا انرژی تابشی از خورشید در عرض 50 روز میتوان انرژی مورد نیازتمام انسان ها برای 1000سال(با احتساب رشد جمعیت و انرژی) را تا مین کرد؟
*به این نکته هم توجه داشته باشید که برخلاف رعد و برق ، بشر خیلی وقته به تکنولوژی استفاده از انرژی خورشید دست یافته !

آیا میدانید با در نظرگرفتن میزان تابش متوسط 250w در هر مترمربع میتوان با یک پنل خورشیدی 6 متر مربعی بابازدهی حداقل %10برق لازم برای یک خانه را تامین کرد؟
که تو ایران متوسط تابش 300 واته :

منبع وبلاگ http://solarcell.blogfa.com/

[farzadsw]

نسل سوم سلول های خورشیدی به اسم dssc قراره به بازار بیاد که گویا قراره خیلی ارزون باشه .
مزیت ها :
ارزون بودن ، با اینکه راندمانشون نصف نسل قبلی ها هست ولی در کل برق ارزونتری تولید میشه که تقریبا 6 ماهه پول خودش رو در میاره !
منعطف بودن ، باعث میشه که در برابر ضربه مقاوم باشه (تگرگ بیاد مثل اون سیلیکنی ها نمیشکنه!) و از همه مهمتر راحتتر حمل بشه ، مثلا اندازه اصلیش 1متر در 1.5 متره ، میتونی لوله کنی بذاری تو کوله پشتیت !
وزن کمتر ، باز برای حمل و نقل خیلی مهمه
شفاف بودن ، اینطوری میشه به عنوان پرده ازش استفاده کرد که هم مانع ورود نور شدید میشه (نور ملایم وارد میشه) ، هم برق مجانی تولید میکنه و هم پول پرده نمیدید (پرده همچین هم ارزون نیست !)
پروسه ساخت ساده و سازگار با محیط زیست .

معایب : فقط راندمان نصف سیلیکنی ها که البته در اکثر مواقع مهم نیست

[mamadshumakher]

با تشکر از farzadsw
دقیقا منم به همین فکر میکنم چرا پنل های خورشیدی ارزون نمیشه؟
کشوری مثل ایران واقعا حیف هست که از این انرژی استفاده نمیکنه اونوقت وزارت نیرو هر روز داد میزنه مصرف و کم کنید لامپارو خاموش کنید .... صرفه جویی کنید.
خب اگه یه همکاری داشته باشن کلی انرژی میتونن صرفه جویی کنند.
کافیه یه شرکتی تاسیس بشه که از طریق دولت یارانه بده به مردم جهت نصب پنلهای خورشیدی یا اینکه مردم قسطی بدن.نتیجش اینه که خیلی از شهر ها دیگه هر خانوار برق خودشو تامین میکنه.
من خودم بارها برخورد داشتم با افرادی که میگن اگه دولت حمایت کنه ما حاضریم تا 10میلیون هم کم کم خرج کنیم اما برق خونمون از خورشید تامین بشه.

[farzadsw]

من که منتظرم این dssc ها بیاد ، یه 1 متریش رو بخرم بندازم رو گلایدر ، همینطوری رو هوا واسه خودش بچرخه ! 1 مترش بین 20 تا 25 وات توان میده که کاملا کافیه .قیمتش هم گویا واتی تقریبا 1 دلاره ، یعنی 25 واتش میشه 50 هزار تومن !
یکسری کاربردهای جدیدی ایجاد میکنه که تا الان بهش فکر هم نکردیم ، کلا هر عملی که ما به واسطه مصرف زیاد برق ازش صرف نظر می کنیم رو میشه مجانی (با صرف یه هزینه اولیه) انجام داد . چه میدونم ، از دریای عمان آب پمپ کنی تو کویر لوت !

[mamadshumakher]

,ولی در عوض برای اونایی که محدودیت جا دارن بدرد نمیخوره.مثلا با پنلهای کنونی (بدون حساب قیمت)برای بدست اوردن هر توانی به نصف مساحت نسبت به این جدیدها نیازه.

[farzadsw]

در مورد مساحت حق با شماست ولی حداقل تو ایران مشکل مساحت نداریم بیشتر مشکل پول داریم ! اکثر خونه ها 1-2 طبقه هستند و با 2-3 خانوار ساکن ، هر خانواده به طور متوسط به حدود 600-700 وات توان نیاز داره . متوسط در طول شبانه روز هست ، بعضی ساعتها ممکنه 3000 وات نیاز باشه و بعضی ساعتها 10 وات ! و این انرژی در طول روز داخل باتری ها ذخیره میشه .
600-700 وات به 20 الی 30 متر مربع پنل خورشیدی نیاز داره . 3 خانوار میشه نهایت 100 متر مربع پنل (یه منطقه 10 متر در 10 متر) . پشت بام و زیر بنای خونه از 150 متر کمتره ؟ (خونه 2 طبقه با 3 خانوار)
البته تو آپارتمانها بلند و برجها به این راحتی نمیشه برق رو تامین کرد ولی تو ایران اکثریت مردم تو برج و آپارتمان زندگی نمی کنند .
البته این راندمان 10 درصد طی 5-6 سال دیگه ممکنه حتی به 30 درصد هم برسه . ولی همین الانش با همین 10 درصد میشه بخش مهمی از مصرف شبکه برق رو کاهش داد (شاید تا 20 درصد!) .

اگه قیمت همونطوری باشه که ادعا میشه ، 300 هزار تومن میدی ( پول یه گوشی) یدونه پنل 4 متری میخری ، میتونی لوله کنی بزاری تو صندوق عقب ماشین تا تو مسافرت و پیک نیک همیشه برق داشته باشی . (فرض کنید تابستون زیر سایه درخت نشستید ، دارید با لپتاپ کار میکنید و یه یخچال فسقلی هم بقل دستتون داره کار میکنه )