خودروها تنها وسایل نقلیهای که نسخه الکتریکی آنها تولید میشود، نیستند. ناسا به فناوری هواپیمای الکتریکی نیز رسیده است و از نسخه اولیه این هواپیما با نام Maxwell X57 رونمایی کرد. در کنار این هواپیما، ناسا از یک سیمولاتور خلبان جدید نیز رونمایی کرد. این هواپیما به سفارش ناسا و توسط موسسه «Empirica System» ساخته شده است.
X-۵۷ Maxwell با توجه به هواپیمای ایتالیایی Tecnam P۲۰۰۶T ساخته شده است و نخستین هواپیمای تمام الکتریکی و سرنشیندار ناسا به شمار میرود.
. این نسخه از هواپیمای الکتریکی به جای موتورهای عادی، از 14 موتور کروز الکتریکی بهره میبرند که در سراسر بال بسیار نازک آن نصبشدهاند. این موتورها نیروی خود را از باطریهایی میگیرند که میتواند بر روی زمین و با استفاده از سلولهای خورشیدی شارژ شوند. هرچند در این هواپیما جهت نشستوبرخاست از هر ۱۴ موتور استفاده خواهد شد اما پس از ارتفاع گرفتن هواپیما فقط دو موتور بزرگِ نصبشده در نوک بالها نیروی مورد نیاز جهت بهپیش راندن هواپیما را تأمین میکنند که میتوانند هواپیما را تا ۱۶۰ کیلومتر به پرواز درآورند. محققان ناسا امیدوارند بتوانند ثابت کنند که با استفاده از موتورهای بیشتر و توزیع برق در بالها میتوان انرژی موردنیاز برای دستیابی هواپیما بهسرعت کروز ۲۸۰ کیلومتر در ساعت را کاهش داد. .
این پروژه به ناسا کمک می کند تا با چالشهای فنی بسیاری رو به رو شود که در حمل و نقل هوایی موثر هستند. این چالشها، افزایش کارایی وسیله نقلیه و کاهش سر و صدای آن را شامل میشوند تا مزاحمت برای ساکنان زمین را کاهش دهند.همچنین این هواپیما که انرژی آن تنها از چند باتری تامین می شود، مشكل انتشار كربن را نخواهد داشت و تقاضا را برای سوخت پایه سربی كه هنوز توسط حمل و نقل هوایی استفاده می شود، كاهش می دهد.
صرفه جویی در مصرف انرژی در ارتفاع كروز (گشت زنی) با استفاده از فناوری X-57، موجب می شود كه مسافران از كاهش زمان پرواز، كاهش مصرف انرژی و نیز كاهش هزینه های كلی عملیاتی بهره ببرندمعمولا برای دستیابی به بهترین بهره وری سوخت، باید هواپیما آهسته تر از ظرفیت آن پرواز كند اما نیروی محركه الكتریكی محدودیت سرعت را از بین می برد.
فضا توان یا توان خورشیدی فضایی، طرحی است که در آن توان خورشیدی در فضای خارج از جو زمین جمعآوری میشود و پس از جمعآوری توان خورشیدی آن را به زمین انتقال میدهند، این انرژی عمدتاً به شکل انرژی الکتریکی در زمین استفاده میشود.
طرح فضا توان در مقایسه با طرحهای دیگر جمعآوری انرژی خورشیدی متفاوت است و مزایای قابل توجهی نسبت به آن طرحها دارد. در این طرح پانلها در ماهوارههای بزرگ نصب میگردند و با اجتناب از این ضرر و زیان و خرابی (و زیان کسینوس، برای جمعآوری در صفحه تخت ثابت) به علت چرخش زمین، آنها در خارج از جو، در مدار قرار میگیرند. پس از نصب ماهوارهها آنها نور خورشید را جمعآوری و به ریز موج تبدیل میکنند، سپس انرژی را به ایستگاههای دریافت، بر روی زمین ارسال میکنند؛ و در این ایستگاهها به محض دریافت، یک جریان الکتریکی در خطوط شبکه ایجاد میشود. دربارهٔ انتقال انرژی از ماهوارهها به زمین چند روش ارائه شدهاست از جمله امواج مایکروویو و….
از مزایای این روش نسبت به روشهای دیگری مانند فتوولتاییک، میتوان به این مواردی اشاره کرد، مثلاً بخشی از انرژی خورشیدی در راه از طریق اتمسفر، اثرات انعکاس و جذب از دست میرود. در این روش تجهیزات باعث میشود تا تغییرات جو زمین تأثیری بر انرژی دریافت شده نداشته باشد حتی هنگام شب که نور خورشید به زمین نمیتابد، در فصل زمستان، در هوای برفی و بارانی که نور خورشید به زمین کمتر میتابد، میتوان انرژی خورشیدی را بر روی ماهوارهها به میزان چشمگیری دریافت کرد.
اجرای این طرح موجب تحولی عظیم در جهان میشود، چرا که مقدار انرژی تابشی خورشید بر روی کره زمین ۶۰۰۰ برابر کل مصرف انرژیهای سالیانه بر روی زمین است. اجرای این طرح، آغازی خواهد بود برای اجرای طرحهایی بزرگتر و گستردهتر در زمینهٔ جمعآوری انرژیهای موجود در فضا . خورشید یکی از ستارگان فضا است که دمای سطح آن ۵۵۰۵ درجه سانتیگراد است. ستارگانی در فضا وجود دارند که دمای آنها تا ۳۳ هزار کلوین تخمین زده میشود. این میزان دما یعنی گرمای فراوان و از آنجایی که گرما صورتی از انرژی است. پس در فضا مقدار بسیار زیادی از انرژی وجود دارد.با توجه به فعل و انفعالاتی که در فضا رخ میدهد و انرژیی که این فعل و انفعالات آزاد میکنند. دستیابی به انرژیهای موجود در فضا تأثیر مؤثری بر بحرانهای انرژی جهان خواهد گذاشت. یقیناً بشر تلاش میکند تا این انرژیها را به دست آورد و هزینههای تمام شدهٔ انرژی را کاهش دهد.
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی
همه چیز درباره طیف سنجی نشر اتمی (AES)
مقدمه
طیفسنجی نشر اتمی (AES) روشی برای تجزیه و تحلیل شیمیایی است که از شدت نور تابیده شده از شعله، پلاسما، قوس یا جرقه در طول موج ویژه استفاده میکند تا مقدار عنصر را در یک نمونه مشخص کند. طول موج خط طیف اتمی در طیف انتشار، هویت عنصر را نشان میدهد در حالی که شدت نور تابیده شده با تعداد اتمهای عنصر متناسب است.
اساس کار طیف سنجی نشر اتمی
اساس روش های طیف سنجی نشر اتمی (Atomic Emission Spectroscopy) با نام اختصاری AES اندازه گیری شدت نشر یون یا مولکول در حالت گازی است. یون ها یا مولکول های گازی شکل که الکترون های لایه ظرفیت آنها بر اثر گرما، واکنش شیمیایی یا جریان الکتریکی تهییج می شوند، تابش های مشخصی در طول موج های مرئی و ماوراء بنفش دارند. مانند طيف جذبی، در طيف نشری هر عنصر نیز طول موج هاي معينی وجود دارد كه از ويژگی های مشخصه آن عنصر است. يعنی طيف های نشری و جذبی هيچ دو عنصري مثل هم نيست. اندازه گیری تابش نشر شده عنصر مورد نظر کاربرد زیادی در آنالیز کمی و کیفی عناصر فلزی و شبه فلزی دارد. شکل زیر شمای کلی فرایند جذب و نشر اتمی بین دو تراز انرژی را نشان می دهد.
شدت نشر خودبخودی تابشی توسط یک اتم از رابطه زیر بدست می آید:
Iem=AjihνjiNj (1)
که در آن Iem شدت نور تابشی، Aji احتمال انتقال برای نشرخودبخودی، h ثابت پلانک، νji فرکانس تابشی و Nj تعداد اتم در حالت برانگیخته است. تعداد اتم های برانگیخته و در نتیجه شدت نشر متناسب با غلظت اتم ها ست. بنابراین رسم شدت نشر بر حسب غلظت یک خط صاف خواهد بود (در غلظت های پایین)..
اگر تعادل ترمودینامیکی برقرار باشد رابطه توزیع بولتزمن برای غلظت اتم ها در حالت برانگیخته و پایه به صورت زیر بیان خواهد شد:
Nj/No=(gj/go)e-Ej/kT (2)
که در آن Nj و No تعداد اتم ها در حالت برانگیخته (ترازj ) و تراز پایه، gj و go وزن های آماری این ترازها، Ej اختلاف انرژی تراز برانگیخته و پایه، K ثابت بولتزمن و T دما ( برحسب کلوین) هستند.
در طیف سنجی نشر اتمی، تابش نشر شده توسط اتم های تهییج شده متناسب با غلظت اتم ها ست در صورتی که در جذب اتمی تابش جذب شده به وسيله اتم های تحريک نشده تعيين می شود. تعداد اتم های تهییج شده نسبت نمایی با دما دارد. بنابراین شدت نشر که به تعداد اتم های تهییج شده بستگی دارد به مقدار زيادی تحت تاثير دما قرار می گيرد. در حالی که در طیف سنجی جذب اتمی، که تعداد اتم های تهییج نشده بااهمیت است، شدت جذب مستقيما تحت تاثير دمای اتم ساز قرار نمی گيرد.
دستگاهوریطیف سنجی نشر اتمی
طیف سنجی نشر اتمی از نظر دستگاهوری (Instrumentation) شبیه طیف سنجی جذب اتمی ست جز این که به منبع تابشی در روش نشری نیازی نیست. به همین علت به راحتی با خاموش کردن منبع تابشی (معمولا HCL) می توان یک طیف سنجی جذب شعله را به یک طیف سنجی نشرشعله تبدیل کرد. اما بیشتر روش های نشری به دلیل استفاده از منابع اتمی کننده و تهییجی اختصاصی تری مانند پلاسما، قوس، جرقه و لیزر طراحی های پیچیده تری دارند. اجزا کلی یک طیف سنج نشری در شکل زیر نشان داده شده است.
منبع تابش
همان طور که گفته شد تعداد اتم های تهییج شده طبق توزیع بولتزمن نسبت نمایی با دما دارند (رابطه 2). بنابراین شدت نشر به مقدار زيادی تحت تاثير دما قرار می گيرد. به همین علت اتم سازها، نقش بسیار تعیین کننده ای در آنالیز و اندازه گیری های طیف سنجی نشر اتمی دارند. اتم سازها در روش های نشری ضمن حلال زدایی، تبخیر و اتمی کردن نمونه، وظیفه تهییج اتم ها را نیز بر عهده دارند و بنابراین به عنوان منبع تابش نیز عمل می کنند. طیف سنجی نشر اتمی بر اساس منابع تهییج به چند دسته کلی زیر تقسیم می شوند:
طیف سنجی نشر اتمی شعله
طیف سنجی نشر اتمي پلاسما
طیف سنجی نشر اتمي قوس و جرقه
طیف سنجی نشر اتمی تخلیه تابش
طیف سنج
همان طور که گفته شد طیف های نشری بسیار پیچیده تر و شلوغ تر از طیف های جذبی هستند. بنابراین طیف سنج (Spectrometer) در نشر اتمی اهمیت بسیار ویژه تری نسبت به روش های جذب دارد. ضمن اینکه همه عناصر موجود در نمونه نیز بعد از تهییج در منبع تابش به طور همزمان طیف نشری خود را منتشر می کنند. بنابراین واضح است که از این روش برای اندازه گیری چند عنصری استفاده شود.
برای طیف سنجی نشر اتمی شعله، که دمای کمتری دارد و برای آنالیز عناصر قلیایی و قلیایی که طیف نشری ساده ای دارند به کار می رود، از فیلتر فومتر برای تفکیک طول موج استفاده می شود.
تفکیک طول موج برای طیف های بسیار پیچیده نشری حاصله از پلاسما، قوس و جرقه الکتریکی که دمای بالاتر دارند، نیاز به وسایل نوری پیشرفته تری دارد. این تجهیزات باید بتوانند تفکیک طول موجی بالا (حداقل 0.01nm)، محدوده دینامیکی گسترده، شناسایی و انتخاب صحیح طول موج، پایداری بالا در برابر تغییرات محیطی و تصحیح زمینه آسانی داشته باشند.
طیف سنج ها در این دستگاه ها شامل تک فام ساز، آشکارساز و یک مبدل هستند. طیف سنج ها بر اساس عملکردشان در تفکیک طول موج و در نتیجه آنالیز عنصری به دو نوع ترتيبی (Sequential) و همزمان (Simultaneous) تقسیم می شوند.
طیف سنج ترتیبی (Sequential spectrometer)
در دستگاه های ترتیبی در هر زمان شدت نشری یک عنصر اندازه گیری می شود یعنی به صورت متوالی و پشت سرهم شدت خط نشری عناصر مورد نظر یک به یک اندازه گیری می شود. طیف سنج های ترتیبی اغلب شامل یک گریتینگ (grating) یا توری هستند که با چرخش کنترل شده طول موج های مورد نظر را به ترتیب بر روی شکاف خروجی متمرکز می کند. در این نوع دستگا ها آشکارساز در هر زمان فقط یک طول موج را اندازه گیری می کند و معمولا هم از آشکار ساز PMT استفاده می شود. برای اندازه گیری چند عنصر دستگاه های ترتیبی زمان بسیار بیشتری برای آنالیز مورد نیار است بنابراین اگرچه این دستگاه ها ساده تر و ارزان تر هستند ولی مصرف نمونه بیشتر و زمان آنالیز بالاتری دارند.
طیف سنج همزمان (simultaneous spectrometers)
طیف سنج های همزمان یا چند کاناله (multichannel) شدت خط نشری همه عناصر مورد نظر در یک زمان اندازه گیری می شود. تابش از میان توری های چند رنگ کننده گذر می کند و روی شکاف هاي گوناگون بازتابانده می شود به گونه اي که هر شکاف طول موج ویژه اي را پدید می آورد. دونوع عمومی دارند: چندرنگ کننده ها (Polychromator) و اسپکتروگراف (Spectrograph). پلی کروماتورها برای اندازه گیری و آنالیز همزمان چند عنصر استفاده شده و از چندین آشکار ساز PMT برای اندازه گیری شدت طیفی استفاده می کنند. عمومی ترین آرایش یا چیدمان یک اسپکترومتر چند کاناله با آشکار ساز PMT به دایره رولند (Rowland circle) معروف است که در شکل زیر به صورت شماتیک نشان داده شده است:
اسپکتوگراف ها شامل یک سری آشکارسازهای کوچک فوتوحساس هستند. این آشکارسازهای به گونه ای در کنار هم قرار گرفته اند که تمام عناصر یک دسته پرتو پاشیده شده از مونوکروماتور را هم زمان اندازه گیری می کند. دو نوع آشکار ساز دستگاه انتقال بار (Charge transfer devices) شامل دستگاه شارژ تزریقی (Charge-Injection Devices, CID) و دستگاه شارژ جفتی (Charge-Coupled Devices, CCD) از انواع متداول آشکارسازهای مورد استفاده در اندازه گیری های چند کاناله همزمان هستند.
در وسایل انتقال بار برخورد فوتون با سطح دیود تولید جفت های حفره- الکترون می کند. حفره-الکترون های مثبت به طور آزادانه در نیمه هادی نوع P حرکت می کند اما الکترون ها در خارن های ذخیره می شوند. هر خازن دارای یک الکترود کوچک نیز هست که با اعمال پتانسیل مثبت به این الکترود سبب می شود الکترون های تولید شده در زیر لایه عایق به دام بیافتند. با جاگذاری درست الکتردهای فلزی به راحتی یک آرایه دو بعدی ایجاد می شود. تفاوت CCD و CID در نوع بازخوانی آنهاست. در CCD بازخوانی به صورت انتقال پیاپی بار به آمپلی فایر صورت می گیرد اما در CID بازخوانی با انتقال بار بین الکترودهای مجاور انجام می شود. این سبب می شود نوع CID دسترسی تصادفی سریعتر و زمان های انتگرال گیری بیشتری را داشته باشد.
نکات آنالیزی روش های طیف سنجی نشر اتمی
امکان آنالیز کمی و کیفی عناصر فلزی و شبه فلزی
برای بیشتر عناصرحد تشخیص در محدوده (g/mL, mg/μL) یا ppm و (g/μL) یا ppb
امکان اندازه گیری مستقیم نمونه های جامد ( روش قوس و جرقه الکتریکی)
اولین روز کاری شغل جدیدتان احتمالا یکی از اضطراب آورترین و البته به یادماندنی ترین روزهای دوران کاری تان است. بعد از مدت ها جستجو برای کار و حضور در مصاحبه های شغلی متعدد، حالا بالاخره موفق شدید کاری را پیدا کنید. یک شروع خوب می تواند اثرات مثبتی در ادامه ی مسیر کاری تان داشته باشد. به گزارش پايگاه اينترنتي روزیاتو در ادامه به کارهایی می پردازیم که باید در نخستین روز کاری شغل جدید خود انجام دهید.
۱– کمی زودتر در محل کارتان حاضر شوید
شاید این مسأله بدیهی به نظر برسد اما حقیقت آن است که بیشتر افراد این کار را انجام نمی دهند. اگر ۵ تا ۱۰ دقیقه زودتر در محل کارتان حاضر شوید، این فرصت را پیدا می کنید تا به تدریج نسبت به محیط احساس راحتی پیدا کنید و یا اینکه می توانید در صورتی که نیاز داشته باشید بدون نگرانی از دستشویی استفاده کنید، در عین حال این زمان آنقدری زود نیست که تصور کنند بیش از اندازه هول و مشتاق هستید.
برای آنکه مطمئن شوید می توانید زودتر به محل کارتان برسید، زمانی که صرف آماده شدن تان و مسیر رسیدن تا محل کار می شود را در نظر بگیرید و کمی زودتر از خانه بیرون بیایید. در صورت امکان، از قبل مسیر محل کارتان را در ساعت های شلوغ امتحان کنید تا با مسیر آشنا شوید و نسبت به اتفاقات پیش بینی نشده آمادگی پیدا کنید.
۲- مشتاق باشید نه از خود راضی
در ابتدا کار دشواری است که بدون بر هم زدن تعادل محیط محل کارتان، بتوانید در شغل جدید خود تأثیرگذار باشید. نباید در بدو ورودتان روال عادی محل کارتان را برهم بزنید و در عین حال هم بی اثر نباشید.
در حقیقت باید سعی کنید در روز اول کاری تان میان انرژی و اشتیاق و فروتنی تان تعادل برقرار کنید تا به جای آنکه تصور کنند از خود راضی هستید متوجه شوند که تنها مشتاق یادگیری وظایف شغلی تان هستید.
۳- از صحبت درباره ی شغل قبلی تان پرهیز کنید
احتمالا کار دشواری است که شغل جدیدتان را با شغلی قبلی مقایسه نکنید، اما در برابر وسوسه ی انجام این کار مقاومت کنید. شاید زمانی که شروع به صحبت درباره ی شغل قبلی تان می کنید تصور کنید که ارزش های شغل جدیدتان و توانمندی های خود را نشان می دهید اما درحقیقت این خطر وجود دارد که برداشت معکوسی از صحبت هایتان شود و مثلا ممکن است تصور کنند در کار گروهی عملکرد خوبی ندارید یا هنوز در فکر شغل قبلی تان هستید. به جای مقایسه کردن، تنها در جهت تأیید شغل جدیدتان، به شباهت های آن با شغل قبلی تان اشاره کنید.
۴- یادداشت بردارید
از یادداشت کردن اطلاعاتی که می دانید بعداً به کارتان می آید، مثل نام افراد، پسوردها و حتی محل اتاق های مدیران یا همکاران تان، خجالت نکشید. احتمالا در روز اول کاری تان با اطلاعات بسیار زیادی مواجه می شوید که به خاطر سپردن همه ی آن ها ممکن نیست، بنابراین یادداشت کردن آن ها کمک زیادی به شما می کند. به علاوه، محققان معتقدند یادداشت کردن اطلاعات کمک می کند تا آن ها را بهتر به خاطر بسپارید.
۵- مراقب زبان بدن تان باشید
زبان بدن نه تنها در زمان شرکت در مصاحبه های شغلی اهمیت دارد، بلکه می تواند ابزاری ارزشمند باشد تا زمانی که شغل جدیدی را شروع می کنید برداشت ماندگاری از خود در ذهن دیگران به وجود آورید. در روز اول کاری تان آگاهانه از آن حرکاتی در زبان بدن تان استفاده کنید که شما را قدرتمند نشان می دهد، مثلا زمانی که با دیگران صحبت می کنید، اغلب لبخند بزنید و در چشم های آن ها نگاه کنید.
به علاوه تمام سعی خود را کنید تا از علائم منفی در زبان بدن تان پرهیز کنید، مثل خمیازه کشیدن، اخم کردن یا گذاشتن دست ها در داخل جیب در حالت ایستاده.
۶- مثبت گرا باشید و علاقه نشان دهید
وقتی شغل جدیدی را شروع می کنید، در محیط کار معمولا سلسله مراتب و کارهایی وجود دارد که باید آن ها را یاد بگیرید و از آنجایی که احتمالا در روز اول کاری تان به افراد جدید زیادی معرفی می شوید، لازم است که برداشت خوبی از خودتان در ذهن دیگران به وجود آورید. یک روش کلیدی برای این منظور، نشان دادن نگرش مثبت خود به کسانی است که با آن ها در محیط کارتان مواجه می شوید.
شما باید خود را مشتاق و علاقمند به صحبت های آن ها نشان دهید، بنابراین سؤال بپرسید، یادداشت بردارید و خود را متعهد نشان دهید در عین حال که نظر خود را هم بیان می کنید. اما تعادل را رعایت کنید؛ اگر بیش از اندازه سؤال بپرسید یا خودتان را بیش از حد مشتاق نشان دهید، ممکن است نتیجه ی عکس بدهد. در حقیقت، وقتی بیش از اندازه خود را علاقمند نشان می دهید، تنها انرژی خود را هدر می دهید چون از نظر دیگران این علاقه اجباری و غیر واقعی به نظر می رسد.
۷- از شبکه های اجتماعی دوری کنید
امروزه برخی از ما در عمل بیشتر زندگی خود را در فضای اینترنت به اشتراک می گذاریم. اگرچه روز اول کاری تان با احساسات مختلفی مثل نگرانی، اضطراب، شادی و حتی کسالت همراه است، اما باید در برابر وسوسه ی به اشتراک گذاشتن احساسات خود و وقایع محل کارتان مقاومت کنید.
شاید این توصیه بدیهی به نظر برسد اما حقیقت آن است که افراد زیادی به دلیل مشغول شدن با اینترنت در محل کار خود به دردسر افتاده اند. زمانی که می خواهید دوستان و فالوئرهایتان را در جریان شرایط شغل جدیدتان بگذارید، این احتمال را در نظر بگیرید که در آن زمان رئیس تان شما را می بیند.
با گسترش آلودگیهای زیست محیطی، ایدههای مختلفی پیرامون آزمودن راههای مختلف برای تولید و استفاده از انرژیهای پاک مطرح میشود؛ به طوری که هر روز شاهد نوآوری و ابداعاتی جدید در این زمینه هستیم. اکنون به سراغ طرح مفهومی جالبتوجهی میرویم که گیاهان را نیز در روند تولید انرژی به کمک گرفته است.
تا کنون اندیشیدهاید چه میشد اگر نیروی مورد نیاز برای روشنکردن چراغ یا لپتاپ شما توسط گیاهان تأمین میشد؟ طرحی که هم اکنون به آن اشاره میکنیم سعی در به مرحلهی عمل در آوردن این ایده داشته است.
میز خزه (Moss table)، یک طرح ابتکاری در زمینه مبلمان است که ثابت کرده میتوان در آینده از پتانسیل نهفته در فناوری زیست- نور- انرژی یا “Bio- Photo- Voltaic” ، برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد. در این فناوری که به صورت اختصاری«BPV» نامیده میشود، سعی شده انرژی را که به طور معمول در طی فرآیند فتوسنتز به هدر میرود، احیاء نموده و به صورت کاربردی مورد استفاده قرار داد. در اصل در این میز، انرژی الکتریکی توسط الکترونهای به دام افتاده در الیاف رسانایی که در میز تعبیه شده، تولید میشود.
گلدانهای خزه در این میز، همانند دستگاههای زیست- الکتروشیمیایی وارد عمل میشوند؛ یعنی با استفاده از اشکال زیستی همچون جلبکها، سیانوباکتریها و گیاهان آوندی، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. البته همان گونه که پیشتر اشاره کردیم، این میز هنوز در مرحله مفهومی قرار دارد؛ اما تا بدینجا موفق شده انرژی الکتریکی کافی برای دستگاههای کوچکی همچون ساعتهای دیجیتال را فراهم کند. دانشمندان پیشبینی میکنند در آینده با استفاده از این فناوری قادر خواهند بود انرژی مورد نیاز برای دستگاههای بزرگتری همچون لامپها و حتی لپتاپ را نیز تولید کنند.
در حال حاضر این طرح کارایی فناوری را به اثبات رسانده؛ هر چند این میز بخشی کوچک از یک پروژه تحقیقاتی بزرگتر است که “طراحی علمی” نامیده میشود. پروژهای که در جستجوی راههایی برای برقراری تعامل بیشتر بین دنیای طراحی و علم میباشد.
محققان آلمانی قصد دارند با انجام این پروژه کاملا جدید، یک معدن زغال سنگ را به یک نیروگاه برق تبدیل کنند که نیروی آن از طریق آب، انرژی خورشیدی، انرژی باد و منابع زیست توده تأمین می شود و به این صورت این معدن به یک منبع انرژی تجدیدپذیر تبدیل خواهد شد.
به گزارش کلیک، محققان آلمانی قصد دارند یک معدن زغال سنگ را به یک باتری بزرگ برای ذخیره سازی نیروی برق تبدیل کنند که می تواند نیروی برق مورد نیاز ۴۰۰ هزار خانه اطراف خود را تأمین کند. محققان و مهندسانی که در این پروژه دست دارند، امیدوارند بتوانند مشابه این پروژه را در چندین منطقه دیگر آلمان نیز اجرا کنند.
این معدن یک معدن زغال سنگ سخت به نام Prosper Haniel است که در منطقه جنوب غربی آلمان واقع شده است و قرار است در سال ۲۰۱۸ پس از نیم قرن بهره برداری از آن، استفاده از آن متوقف شود و به یک منبع انرژی تجدیدپذیر تبدیل شود.
محققان چندین دانشگاه آلمان در حال همکاری با مهندسان چندین شرکت خصوصی و دولتی هستند و از سال ۲۰۱۲ تاکنون در حال تحقیق و بررسی این موضوع هستند که آیا چنین کاری عملی است یا نه. در صورتی که این پروژه با موفقیت به نتیجه برسد، احتمالا چندین معدن دیگر مشابه این معدن، در این کشور به همین صورت مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
معدن Prosper Haniel ششصد متر عمق دارد و به دلیل اینکه هیچ راهی برای بالا آمدن آب از آن به صورت طبیعی وجود ندارد، ساخت یک نیروگاه همانند نیروگاه نمایش داده شده در تصویر زیر، ضروری است. در این نیروگاه دو مخزن آب ایجاد خواهد شد که یکی از آن ها در یک دره قرار خواهد گرفت و دیگری در ارتفاع بالاتر قرار خواهد گرفت و آب از مخزن بالایی به مخزنی که در دره قرار دارد، پمپاژ خواهد شد تا با حرکت درآوردن توربین ها، نیرو تولید کند و زمانی که نیازی به آب پمپاژ شده وجود نداشته باشد، به مخزن بالایی بازگردانده خواهد شد.
در وب سایتی که برای این پروژه ایجاد شده است، گفته شده است که در برخی از مناطق آلمان، اختلاف سطح که یکی از شرایط لازم برای این پروژه است، وجود ندارد؛ اما موقعیت برخی از معادن به صورتی است که اختلاف سطح در آن ها وجود دارد.
در این معدن یک نیروگاه ۲۰۰ مگاواتی ایجاد خواهد شد که نیروی آن از طریق توربین های بادی، پانل های خورشیدی و منابع زیست توده (زباله هایی که منشا زیستی دارند مانند ضایعات کشاورزی یا باغداری، فاضلاب و زباله های جامد شهری) که در بالای معدن قرار دارند، تأمین می شود و در روزهایی که شرایط برای استفاده از انرژی خورشیدی یا بادی فراهم است، آب به مخزنی که در ارتفاع قرار دارد، بازگردانده می شود و در آنجا نگه داری می شود.
مخزنی که در بالای نیروگاه قرار دارد از چندین مخزن دیگر به مساحت ۲۶ کیلومتر تشکیل شده است و در زمانی که آب از مخازن بالایی به مخزن ایجاد شده در دره هدایت می شود، میلیون ها متر مکعب (۳۵ میلیون متر مکعب) توسط نیروی جاذبه به سمت پایین جریان پیدا می کند. اگر چه بازگرداندن آب به مخزن اصلی، به نیرویی بیش از نیروی تولید شده توسط آن نیاز دارد، اما با این حال در ساعات اوج مصرف و زمانی که امکان استفاده از نیروی بادی و خورشیدی وجود نداشته باشد، می تواند به تأمین برق نیروی مورد نیاز منطقه اطراف کمک کند.
در صورتی که این پروژه با موفقیت به نتیجه برسد، ۳۰ درصد از نیروی برق مورد نیاز اطراف معدن تا سال ۲۰۲۵ از طریق استفاده از انرژی های تجدیدپذیر تأمین می شود.
افراد دست اندرکار این پروژه معتقدند که معدن Prosper Haniel در آینده نیز می تواند اشتغال زایی کند و می تواند برای افراد منطقه که در حال حاضر از طریق تولید سوخت های فسیلی امرار معاش می کنند، شغل ایجاد کند. در ضمن محققان قصد دارند نظیر این پروژه را در چندین معدن در آمریکا و یک معدن طلای متروکه در استرالیا، نیز اجرا کنند.
یکی از مزایای تغییر کاربری معادن و استفاده از آن ها به این شیوه جدید این است که ایجاد تغییر در محیط و یا تغییر مسیر رودخانه ها که یک امر ضروری برای احداث نیروگاه های برق آبی محسوب می شود، دیگر لازم نیست.
قطعا در سراسر جهان از ایده های جدیدی که باعث کاهش استفاده از سوخت های فسیلی و بهره مندی بیشتر از انرژی های تجدیدپذیر می شود، استقبال خواهد شد و باید ببینیم آینده این پروژه چه خواهد شد.