انرژی های نو

[Rez@ee]

انرژی هیدورالکتریک (برق آبی )

انرژی هیدورالکتریک

از انرژی جنبشی آب (حرکت آن) می توان برای تولید برق استفاده کرد. انرژی جنبشی آب به علت انرژی خورشید است. نور خورشید باعث تبخیر آب اقیانوس می شود (انرژی پتانسیل گرانشی به آن می دهد) که سرانجام با بارش باران به زمین بر می گردد. هنگام بارش باران انرژی پتانسیل گرانشی موجود در آن به انرژی جنبشی قطره های آب تبدیل می شود. در نیروگاه های هیدروالکتریک از انرژی جنبشی آب برای تولید برق استفاده می شود.

این شکل از انرژی هزاران سال مورد استفاده بوده است. زیرا در آبشارها، رودخانه ها و رودها آب متحرک است. برای تولید مقدار زیادی انرژی، حجم زیادی از آب متحرک با سرعت مناسب مورد نیاز است. سد ها برای کنترل جریان مقدارهای زیاد آب ساخته شده اند.

هنگامی که آب به پایین رودخانه می رسد، انرژی جنبشی زیادی دارد. هنگام گذر از سد انرژی آب می تواند توربین ها را بچرخاند. در نتیجه چرخش توربین ها انرژی الکتریکی تولید می شود. سپس این انرژی ذخیره می شود و برای استفاده به شهرها منتقل می شود.

مزایای استفاده از این انرژی:
• از این انرژی می توان هنگام افزایش ناگهانی در مصرف برق استفاده کرد.
• عکس مورد بالا نیز امکان پذیر است. یعنی از مازاد تولید الکتریسیته ایستگاه های برق می توان برای پمپ کردن آب از مخزن پایین به مخزن بالا استفاده کرد. در این صورت انرژی الکتریکی مازاد هدر نمی رود و ذخیره می شود.

معایب:
• ساختن سد روی رودخانه ها به حیات جانورانی که درون یا روی آن زندگی می کنند، آسیب می رساند. برای مثال، ماهی سالمون باید بالای سطح رودخانه شنا کند تا تخم های آن به زمین برسد. اگر سد مانع راه او باشد، آن ها نمی توانند تولید مثل کنند. در نتیجه ماهی سالمون کم تری تولید می شود و به صنعت ماهی گیری لطمه می زند.
• آسیب های ناشی از وقوع سیل در محل سد روی زندگی مردم نیز اثر دارد.

[Rez@ee]

انرژی خورشیدی و استفاده از آن

انرژی خورشیدی توسط خورشید تولید می شود. واکنش های همجوشی هسته ای در مرکز خورشید در هر ثانیه 3/4 میلیون تن هیدورژن را به انرژی تبدیل می کنند. کسر کوچکی از این انرژی 8 دقیقه پس از تابش خورشید را ترک و به زمین می رسد. این انرژی قدیمی ترین و موثرترین شکل از انرژی های تجدیدپذیر است. از قدیم خانه ها طوری ساخته می شدند که بتوانند از گرما و نور خورشید بهره ببرند. امروز انرژی خورشیدی کاربردهای بسیار مفیدی دارد.

استفاده از انرژی خورشید
یک سلول خورشیدی می تواند انرژی نوری تابش شده از خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. از این انرژی الکتریکی برای شارژ باتری استفاده می شود، یعنی در واقع به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. ممکن است در ماشین حساب های شما نیز سلول خورشیدی وجود داشته باشد. این سلول ها را می توان روی بام خانه ها نصب کرد.

آب گرم کن های خورشیدی نیز از انرژی گرمایی خورشید برای گرم کردن آب استفاده می کنند. سیال درون یک صفحة سیاه به سمت خورشید متمایل و گرم می شود، سپس به سمت مخزن آب درون خانه می رود. این گرما برای استفاده به سیستم آب خانگی منتقل می شود.

صفحه های خورشیدی
مزایا و معایب استفاده از انرژی خورشید برای تولید برق
مزایا:
• انرژی خورشیدی تجدیدپذیر است و گرما و نور خورشید به رایگان در اختیار ما قرار دارند.
• انرژی خورشیدی را می توان برای تولید برق در منطقه هایی که از روش های دیگر نمی توان استفاده کرد، به کار برد.
• این انرژی باعث تولید دی اکسید کربن نمی شود و در نتیجه سهمی در اثر گلخانه ای ندارد.
• از آن جا که معمولاً از این انرژی در نزدیکی محل مورد نظر می توان برای تولید برق استفاده کرد، هزینه انتقال و توزیع به کمترین مقدار ممکن می رسد.
معایب:
• سلول های خورشیدی هنگامی که هوا ابری است به خوبی کار نمی کنند

[*مینا*]

سلام
ممنون از مطلبتون
چند تا سوال برام پیش اومد ...
یکی این که این سلول خورشیدی چه طوری ساخته می شه ؟
واقعا سلول هست ؟ یا این که اسمش رو سلول گذاشتن ؟


• سلول های خورشیدی هنگامی که هوا ابری است به خوبی کار نمی کنند
بعدش این که ، انرژیش چه طوریه ؟ منظورم اینه که امکانش هست وسیله مون انرژی رو ذخیره کنه ، موقعی که هوا ابری هست ازش استفاده کنه ؟

[Rez@ee]

سلول خورشیدی

http://img.tebyan.net/big/1388/11/224117914618217515313711122411001621058189.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/8461511935521757815570243414023247110.jpg)
با توجه به مصرف زیاد انرژی در زمین و رو به اتمام بودن سوخت های فسیلی توجه انسان به انرژی های تجدید ناپذیر و غیر فسیلی روز به روز افزایش پیدا می کند. یکی از منابع عظیم انرژی قابل استفاده برای انسان، انرژی خورشیدی می باشد.
http://img.tebyan.net/big/1388/11/212272494618331180120211541392189185236.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/232552019112120272199139149142122325214562.jpg)
انرژی خورشید از طرق مختلفی قابل استفاده می باشد. می توان از آن برای گرم کردن چیزی استفاده نمود، مانند آب گرمکن های خورشیدی، کوره های خورشیدی و نیروگاه های خورشیدی.

هم چنین می توان از انرژی خورشید به صورت مستقیم و بدون استفاده از نیروگاه های حرارتی الکتریسیته تولید نمود. برای این کار از اثر فتوولتائی استفاده می شود. در این روش قطعاتی که اثر فتوولتائی از خود نشان می دهند، انرژی خورشید را جذب می کنند و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. این قطعات سلول خورشیدی نام دارند.
http://img.tebyan.net/big/1388/11/132201621621621271901645112567141180949173.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/962284425210561621002751375724710329.jpg)
نحوه عملکرد سلول های فتوولتائیک در فیلم زیر به خوبی توضیح داده شده است.

دانلود فیلم (http://dnl.tebyan.net/1388/11/20100130123448866.rar)
سلول های خورشیدی به سادگی قابل استفاده می باشند و جای زیادی اشغال نمی کنند. سلول های خورشیدی بخش متحرک نیز ندارند و بازده آن ها با تغییرات دمایی محیط، تغییرات زیادی نمی کند.
از کاربردهای سلول های خورشیدی می توان به تأمین انرژی ماهواره ها و سفینه های فضایی، ماشین حساب و ساعت، خودرو و فایل های خورشیدی و تأمین برق شهر ( در نیروگاه های فتوولتائیک ) اشاره نمود.
http://img.tebyan.net/big/1388/11/5681116342349716216018218138194116246238.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/4491531372101182251901021451382041241414240.jpg)
http://img.tebyan.net/big/1388/11/241247121722153371982391166621839169151210.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/2112198848215220461812231071082371862004145.jpg)
http://img.tebyan.net/big/1388/11/842041381411251106925416838529549308673.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/172228116561909821454138528119794513298.jpg)
http://img.tebyan.net/big/1388/11/353619116714017882232451163632418841239.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/15288751227241145142236212441921417024496.jpg)
http://img.tebyan.net/big/1388/11/2463620119923363226177155371813813711468177.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/57180502011590471407015720419825312511826.jpg)
http://img.tebyan.net/big/1388/11/1842071951691022113819164110862731351594.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/17181127391451967448701904925517834734.jpg)
امروزه سلول های خورشیدی با ابعاد و مشخصات مختلفی تولید می شوند. ولتاژ و جریان تولیدی توسط هر سلول متفاوت بوده و روی آن نوشته می شود.

برای ساخت پروژه های دانش آموزی و دانشجویی نیز می توان از سلول های خورشیدی استفاده نمود. برای تهیه این سلول ها کافی است با توجه به ولتاژ و جریانی که نیاز دارید و ولتاژ و جریان تولیدی به وسیله سلول مورد نظر، تعداد سلول های خورشیدی باید به فروشگاه های لوازم الکترونیکی مراجعه نمایید. مرکز فروش قطعات الکترونیکی در تهران، خیابان جمهوری اطراف پل حافظ می باشد. کروکی این مراکز در نقشه زیر نشان داده شده است.
http://img.tebyan.net/big/1388/11/42216904518915369771317171341735154.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/112521621871332388465169241456514912132131.jpg)

[Rez@ee]

(http://khabaronline.ir/news-121210.aspx)

دانش > فناوری - سال 2010 سال خوبی برای انرژی پاک بود. باتری های بهتر و سوخت های جدید، نویدبخش تحولی در زمینه خودروهای برقی هستند. ضمن آنکه پیشرفت های چشمگیری در زمینه تولید سلول های خورشیدی ارزان تر حاصل شد.
محمود حاج‌زمان: در پایان سال 2010، جنرال موتورز و نیسان خودروهای الکتریکی خود را به بازار عرضه کردند: شورلت ولت هیبریدی و نیسان لیف تمام الکتریکی. اگر این ماشین‌ها موفق باشند، می‌توانند تغییرات گسترده‌ای در صنعت خودروسازی ایجاد کنند که در حال حاضر، تقریبا در انحصار خودروهای با سوخت فسیلی است. اما موفقیت و همه‌گیر شدن خودروهای الکتریکی، به بهبود فناوری آنها خصوصا در زمینه توسعه و پیشرفت باتری‌ها وابسته است.
باتری‌های بهتر
http://www.khabaronline.ir/images/2011/1/BATTERY%20TEST.jpgبه گزارش تکنولوژی رویو، (http://www.technologyreview.com/energy/26984/?p1=A1) خودروهای ولت و لیف از باتری‌های یون-لیتیوم پیشرفته‌ای استفاده می‌کنند که محاسبات تولیدکنندگان خودرو نشان می‌دهد چندین برابر باتری لپ‌تاپ شما دوام می‌آورد. اما این باتری‌ها گران هستند و مسافتی که می‌توان با آنها رانندگی کرد محدود است. الکترودهای بهتری که می‌توانند انرژی بیشتری را با مصرف ماده کمتر ذخیره کنند، مانند باتری‌های سیلیکونی (http://www.technologyreview.com/business/24352/page1/) که پاناسونیک امسال به بازار معرفی کرد، می‌تواند برای این منظور مفید باشد. استفاده از یک آزمایش جدید (http://www.technologyreview.com/energy/25925/) به محققان این اجازه را خواهد داد که از بین ترکیب‌های مختلف الکترودها و الکترولیت‌ها، به سرعت بتوانند باتری‌هایی را پیدا کنند که برای تمام مدت عمر ماشین دوام می‌آورند.
در دراز مدت، ساختار شیمیایی باتری‌های جدید مانند سولفور-لیتیوم، امکان ذخیره انرژی بیشتر با هزینه کمتر (http://www.technologyreview.com/energy/24758/) را نسبت به باتری‌های یون-لیتیومی در اختیار تولیدکنندگان قرار می‌دهد. استفاده از رویکرد جدیدی (http://www.technologyreview.com/energy/26023/) که به جای الکترودهای جامد از الکترودهای مایع استفاده می‌کند، می‌تواند به شکستن محدودیت ذخیره‌سازی انرژی کمک کند؛ مساله‌ای که همواره باعث دشواری رقابت برای خودروهای الکتریکی در مقابل خودروهای بنزینی شده است.
نیروی خورشیدی ارزان‌تر
http://khabaronline.ir/images/2009/7/screen_printed_solar_cell.jpgدر بسیاری از نقاط آمریکا خودروهای الکتریکی بر پایه زغال‌سنگ کار می‌کنند و الکتریسیته لازم برای آنها توسط سوخت فسیلی تهیه می‌شود. نیروی الکتریکی بازدهی بسیار بالایی دارد، به همین دلیل این موتورها دی‌اکسید کربن کمتری نسبت به خودروهای عادی منتشر می‌کنند. اما اگر قرار باشد خودروهای الکتریکی از پتانسیل واقعی خود برای کاهش آلودگی استفاده کنند، باید از انرژی‌های تجدیدپذیر یا منابع با کربن کمتر مانند نیروی هسته‌ای برای تولید الکتریسیته استفاده کنند.
انرژی خورشیدی پیشرفت‌های مهمی در سال گذشته داشته است. سازندگان سلول‌های خورشیدی متداول توانستند هزینه‌ها را کاهش داده و بازدهی را بهبود بخشند. در این میان چین به دلیل نقش تولیدکنندگان (http://www.technologyreview.com/energy/25565/) آن در اصلاح طراحی‌های این سلول‌ها، نقش مهمی ایفا کرده است.
در ایالات متحده، وام‌های دولتی افزایش سرمایه‌گذاری در زمینه فناوری خورشیدی را تضمین می‌کند. تامین سرمایه از سوی آژانس تازه تاسیس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته در زمینه انرژی (ARPA-E)، امکان یافتن راه‌های ارزان‌تر (http://www.technologyreview.com/energy/24687/) برای ساخت سلول‌های خورشیدی سیلیکونی متداول را فراهم کرده است.
در همین حال، آزمایشگاه‌ها نمونه‌های آزمایشی از انواع جدیدی از سلول‌های خورشیدی فوق کارآمد را ارائه می‌دهند. نانوساختارها با کمک به جذب نور توسط سلول‌های خورشیدی، توان خروجی آنها به میزان 30 درصد یا بیشتر (http://www.technologyreview.com/energy/24623/) افزایش می‌دهند. محققان همچنین به دنبال یافتن راه‌هایی برای استفاده از محدودیت‌های فیزیکی نیمه‌رساناها هستند. به عنوان مثال اخیرا در یک نمونه آزمایشگاهی سلول خورشیدی (http://www.technologyreview.com/energy/26405/)، از تاثیری رونمایی شد که به فوتون‌ها اجازه می‌داد تا چندین الکترون تولید کند. رویکردی که می‌تواند توان خروجی سلول خورشیدی را تا 50 درصد افزایش دهد.
رویکرد جدید دیگری (http://www.technologyreview.com/energy/25971/) که هم از نور و هم از گرمای خورشید برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کند، می‌تواند به طور بالقوه خروجی سلول‌های خورشیدی را دو برابر کند. نمونه‌های اولیه این رویکرد جدید تا تجاری شدن فاصله زیادی دارند، اما این رویکرد هزینه تولید سلول‌های خورشیدی را چندان افزایش نمی‌دهد. در نتیجه با افزایش توان خروجی سلول‌ها، نه تنها هزینه هر وات انرژی تولیدی آنها را کاهش می‌دهد، بلکه می‌تواند تعداد سلول‌های خورشیدی مورد نیاز و در نتیجه هزینه حمل و نصب آنها را نیز کاهش دهد.
سوخت‌های تمیز و موتورهای کارآمد
http://www.khabaronline.ir/images/2011/1/BACTRI%20FOR%20GAS.jpgموتورهای بهتر نیاز به نفت را کاهش می‌دهند. بازدهی برخی از نمونه‌های آزمایشی موتورهای جدید (http://www.technologyreview.com/energy/25453/) چنان بالا است که حتی از بازدهی وسایل نقلیه هیبریدی بیشتر است.
هم‌زمان با ارائه بیوسوخت‌هایی همچنون اتانول سلولزی که به آرامی جای خود را در بازار پیدا می‌کند، شرکت‌ها نسل جدیدی از بیوسوخت‌ها را با مشخصات شیمیایی شبیه بنزین یا گازوئیل تولید کرده‌اند. جایگزین‌هایی که می‌توانند در خودروهای فعلی استفاده شوند و در خطوط لوله موجود انتقال یابند. محققان ژن‌هایی (http://www.technologyreview.com/energy/25894/) خلق کرده‌اند که به باکتری‌ها اجازه می‌دهد تا سوخت گازوئیل را تولید کنند، فناوری که توسط شرکتی به نام LS9 تجاری شده است.
محققان همچنین با استفاده از مهندسی ژنتیک میکروارگانیزم‌هایی تولید کرده‌اند که نور خورشید و آب را به دیزل تبدیل می‌کنند. ایالات متحده یک مرکز تحقیقاتی با بودجه 122 میلیون دلاری تاسیس کرده است که هدف آن تولید سوخت از خورشید (http://www.technologyreview.com/energy/25870/) (http://www.technologyreview.com/energy/25870/)بدون استفاده از ارگانیزم‌ها است.
برای اطمینان از کارایی این پیشرفت‌ها، چندین سال طول خواهد کشید تا این فناوری‌ها به بازار راه پیدا کنند. البته فقدان یک سیاست جامع در زمینه انرژی در ایالات متحده که بخش اعظم این پیشرفت‌ها در آنجا به وقوع می‌پیوندد، مانعی بر سر راه تجاری شدن سریع این فناوری‌ها ایجاد می‌کند. با این وجود، چین با هدف‌گذاری برای تبدیل شدن به پیشرو وسایل نقلیه الکتریکی در دنیا، به پیشرفت خود ادامه می‌دهد. برای دست‌یابی به این هدف، چین مشوق‌های دولتی برای تولید خودرو برقی و ساخت ایستگاه‌های شارژ این ماشین‌ها اختصاص داده است. سال آینده این بلندپروازی چین در خارج از مرزهای این کشور نیز مشهود خواهد بود، زمانی‌که خودروساز چینی BYD قصد دارد تا عرضه نخستین خودرو الکتریکی خود (http://www.reuters.com/article/idUS401030644520101223) را در بازاهای آمریکا آغاز کند.

[Rez@ee]

تلاش برای شناسایی منابع جدید انرژی همچنان ادامه دارد



http://www.aftab.ir/articles/science_education/other/images/fc0e27f7e6426c057503b199888dc795.jpg

در سال های اخیر استفاده از منابع جدید انرژی یا به عبارت دیگر انرژی های نو با هدف کاهش پیامدهای نامطلوب زیست محیطی در بسیاری از کشورها مورد توجه قرار گرفته است. از آنجایی که امروزه در بسیاری از کشورها افزایش انتشار گازهای گلخانه در نتیجه مصرف سوخت های فسیلی روند زندگی مردم را مختل کرده است و موجب محرومیت آنها از دیدن آسمانی آبی و عاری از هر گونه آلودگی شده است از این رو به نظر می رسد که استفاده از انرژی های نو بتواند راهکار مناسبی برای حل بحران آلودگی هوا در شهرهای بزرگ و صنعتی باشد.
اگرچه استفاده از انرژی خورشیدی، بهره گیری از نیروی باد در سطح دریاها، به دام انداختن انرژی نهفته در جریان آب رودخانه، حرکت امواج یا حتی انرژی جزر و مد دریاها، استفاده از منابع سوختی بیولوژیکی و همچنین انرژی زمین گرمایی از جمله منابعی هستند که از آنها به عنوان انرژی های نو نام برده می شود و استفاده از آنها برای تامین انرژی در سال های اخیر در بسیاری از کشورهای توسعه یافته و برخی از کشورهای در حال توسعه مورد توجه قرار گرفته است، اما آیا تا به حال به این موضوع فکر کرده اید که بتوان از ابرها به عنوان منبعی برای تامین انرژی الکتریکی استفاده کرد؟ اگرچه ایده تامین انرژی الکتریکی از آسمان بسیار بحث برانگیز بوده است، اما بسیاری از دانشمندان و محققان بر این باورند که این ایده نه تنها می تواند راهکار مناسبی برای دستیابی به منبع سبز و نامحدودی برای تامین انرژی باشد بلکه می توان از آن به عنوان روشی مناسب برای تشخیص زمان وقوع گردبادها شده و کاهش پیامدهای ناشی از آن نیز استفاده کرد. با توجه به آنچه گفته شد می توان به این نتیجه رسید که اگر ما انسان ها بتوانیم آگاهی خود را نسبت به اتمسفر زمین افزایش دهیم می توانیم به یافته های جدیدی مبنی بر وجود منابع جدید برای تامین انرژی در محیط، اطرافمان دست یابیم.


● هشدار؛ گردباد شدیدی در راه است
گروهی از محققان بر این باورند که اگرچه بخشی از انرژی گرمایی نهفته در مولکول ها به صورت انرژی تابشی امواج مادون قرمز آزاد خواهدشد، اما بخشی از امواج مادون قرمز منتشر شده از سطح مولکول ها ناشی از فرایندی موسوم به تابش جسم سیاه است که از آن به عنوان روشی برای آزادسازی انرژی گرمایی در فرایند های گرمازا نام برده شد. در این فرایند فیزیکی هر جسمی تابش های الکترومغناطیسی را که در خود جذب کرده است در محیط اطراف خود منتشر خواهد کرد که تغییر فاز مواد نقش بسیار مهمی در آن دارد. در عرض های جغرافیایی بالا و یا در مناطق قطبی که در این مناطق جو زمین تقریبا خشک و از رطوبت کمتری برخوردار است به آسانی می توان تابش امواج مادون قرمز در سطح ابرها را از طریق ماهواره های هواشناسی مورد بررسی قرار داد. چراکه در این مناطق در مسیر تابش این امواج تراکم مولکول های بخار آب کمتر است و بنابراین میزان جذب این امواج از طریق مولکول های بخار آب نیز به مراتب کمتر خواهد بود. برخی از کارشناسان هواشناسی بر این باورند که می توان از این ویژگی برای پیش بینی تغییرات جوی استفاده کرد.
بر این اساس در شرایطی که ماهواره های هواشناسی نشان دهنده شواهدی مبنی بر افزایش میزان انتشار امواج مادون قرمز در اتمسفر زمین باشند به این معنی خواهد بود که باید منتظر وقوع گردباد یا توفان شدیدی باشیم. این در حالی است که اگر بخواهیم از سیستم های راداری یا از امواج نور مرئی برای پیش بینی تغییرات جوی استفاده کنیم وقتی می توانیم بفهمیم گردبادی شدید در راه است که دیگر خیلی دیر شده است، اما تابش های فرابنفش پیش از این که یک طوفان شدید به طور کامل شکل گرفته باشد ما را از این پدیده جوی آگاه خواهد ساخت. براساس تحقیقات انجام شده در این زمینه شدت تابش امواج مادون قرمز می تواند نشان دهنده سرعت تشکیل ابرهایی باشد که از آنها به عنوان علائمی برای پیش بینی تغییرات و پدیده های جوی استفاده می شود.


● شناسایی نسل جدیدی از انرژی های پاک
شاید برایتان جالب باشد بدانید که این فرآیند تنها محدود به اتمسفر زمین نخواهد بود بلکه می توان از آن برای تفسیر و توضیح چگونگی ایجاد لکه های نجومی سرخ و بزرگ و همچنین گردبادهای شدید نیمکره جنوبی سیاره مشتری نیز استفاده کرد. وقتی در اتمسفر فوقانی سیارات، بخار آمونیاک و مولکول های بخار آب متراکم و غلیظ می شوند و در نتیجه فرآیند میعان از فاز گازی به فاز مایع تبدیل می شوند. امواجی از سطح آنها منتشر می شود که این امواج در محدوده ای از طول موج های بلند از امواج مادون قرمز تا امواج نور مرئی قرار داشته و به رنگ قرمز دیده می شوند. به گفته محققان طول موج یک باریکه نور از فوتون های مادون قرمز دقیقا برابر با همان طول موجی است که می تواند موجب تحریک رطوبت موجود در هوا برای تابش نور و همچنین تشکیل ابر شود و بنابراین می توان گفت که نه تنها می توان از انرژی نهفته در ابرها به عنوان یک منبع انرژی پاک و عاری از آلودگی برای تولید جریان الکتریکی استفاده کنیم بلکه می توانیم بگوییم که هوای مرطوب نیز منبعی عاری از هر گونه آلودگی و نامحدود برای تامین انرژی است که می تواند به عنوان نسل جدیدی از انرژی های نو مورد توجه قرار گیرد.
نکته: اگر ما انسان ها بتوانیم آگاهی خود را نسبت به اتمسفر زمین افزایش دهیم می توانیم به یافته های جدیدی مبنی بر وجود منابع جدید برای تامین انرژی در محیط اطرافمان دست یابیماگر دو آینه را در یک محیط تقریبا سرد به طور موازی در مقابل هم قرار دهیم، در شرایطی که در فاصله بین این دو آینه هوای مرطوب جریان داشته باشد با تایش پرتویی از فوتون های مادون قرمز در این فضا مولکول های بخار آب متراکم شده و تبدیل به قطرات آب خواهند شد که در نتیجه این فرآیند میزان تابش امواج مادون قرمز در این فضا نیز به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت. اگر این دو آینه به گونه ای در مقابل هم قرار گرفته باشند که کاملا روبه روی همدیگر باشند میزان تابش امواج بیشتر خواهد بود. بنابراین می توان از شبیه سازی این فرآیند برای دستیابی به یک منبع تجدیدپذیر برای تامین انرژی استفاده کرد. با فرض این که تنها ۸ درصد از انرژی نورانی منتشر شده از سطح آب را بتوانیم در محفظه ای نگهداری کنیم. با در اختیار داشتن یک جفت آینه به مساحت یک مترمربع می توانیم ۲۰۰۰ وات انرژی تولید کنیم که این مقدار انرژی بیش از ۲۰ برابر انرژی تولید شده در سلول های خورشیدی سیلیکونی در همین ابعاد است.


● ضرورت دستیابی به منابع جدیدی از انرژی
بی شک با توجه به محدودیت دسترسی به انرژی سوخت های فسیلی و همچنین افزایش سطح مصرف انرژی در سطح دنیا باید به فکر راهکاری برای دسترسی به دیگر منابع انرژی باشیم که بتوانند پاسخگوی نیازهای انسان ها باشند. منابع تجدیدپذیر انرژی مانند انرژی خورشید، باد و... از جمله انرژی هایی هستند که تنها به خودی خود و بدون دخالت انسان تولید می شوند بلکه مهم ترین ویژگی این گروه از انرژی ها در این است که از جمله انرژی های دوستدار محیط زیست هستند و هیچ آسیبی به محیط زیست نمی رسانند. اگرچه این نوع انرژی ها که انرژی ابرها به عنوان نسل جدیدی از انرژی های نو در این گروه طبقه بندی می شود از بهترین منابع برای تامین انرژی هستند اما متاسفانه استفاده از آنها در دنیای امروز در بسیاری از کشورها چندان مورد توجه قرار نگرفته است.
از آنجایی که نیاز به انرژی در سطح دنیا به طور مداوم در حال افزایش است پیش بینی می شود تا کمتر از صد سال دیگر ذخایر انرژی های فسیلی مانند نفت و زغال سنگ پایان خواهد یافت و بنابراین تردیدی نیست علی رغم این که دستیابی به فناوری های جدید می توانند تا حدودی نیاز ما انسان ها به انرژی را برطرف سازند، انرژی های نو تنها راه نجات ما انسان ها در بحران انرژی خواهند بود. دانشمندان و محققان امیدوارند بتوانند در آینده ای نه چندان دور از انرژی ابرها به عنوان منبع جدیدی از انرژی استفاده کنند که نه تنها در مقایسه با دیگر انواع منابع انرژی هزینه تولید آن به مراتب پایین تر خواهد بود بلکه پیامدهای زیست محیطی کمتری را نیز به همراه داشته و می تواند به عنوان منبعی نامحدود و تجدیدپذیر برای سال های طولانی به عنوان منبعی مناسب برای تامین انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد.

سایت Newscientist


















http://www.aftab.ir/images/article/break.gif

[Rez@ee]

http://khabar.khabaronline.ir/images/position28/2011/3/6a00d8341bf67c53ef0147e2f79d62970b-800wi.jpg

سلول‌های خورشیدی شناور، راهی تازه برای تامین انرژی سبز (http://khabaronline.ir/news-135211.aspx)

دانش > فناوری - نصب سلول‌های خورشیدی نیازمند فضای کافی است. با قرار دادن سلول‌های شناور قابل تنفس روی حوضچه‌های صنعتی نه تنها در کارکرد حوضچه‌ها اختلالی ایجاد نمی‌شود، که از سطح آب به بهترین نحو استفاده می‌شود.
بهنوش خرم‌روز:‌ یکی از مشکلاتی که بر سر راه تامین انرژی‌های پاک وجود دارد، کمبود فضای کافی روی زمین است. برای نصب سلول‌های خورشیدی به طور مثال،‌ نیاز به فضا داریم؛ به طوری که جای زیادی نگیرند و به مانعی برای رفت و آمد هم تبدیل نشوند. محققین برای این منظور پیشنهاد تازه‌ای دارند که تا سال 2012/ 1391 می‌تواند به واقعیت بپیوندد:‌ سلول‌های خورشیدی شناور.
به گزارش دیسکاوری،‌ (http://news.discovery.com/tech/floating-solar-panels-save-space.html) (http://news.discovery.com/tech/floating-solar-panels-save-space.html)با طرای جدید، سلول‌های خورشیدی شناور را می‌توان روی حوضچه‌های صنعتی قرار داد و مزارع سلول‌های خورشیدی به وجود آورد که نه فضاهای قابل استفاده را از بین ببرد و نه به مانع تبدیل شود.
برخلاف دریاهای آزاد،‌ دریاچه‌های طبیعی و یا سواحل توریستی، حوضچه‌های صنعتی برای اهداف زندگی شهری امروزی به کار می‌روند،‌ مثل آبیاری محصولات کشاورزی و یا خنک کردن تاسیسات انرژی هسته‌ای. بدین ترتیب،‌ قرار دادن سلول‌های خورشیدی روی آن‌ها، ضرری برای فضای اطراف ندارد و در کاربرد آن‌ها هم اختلالی به وجود نمی‌آورد،‌ بلکه فضا را به یک فضای چندمنظوره برای برآورده کردن چند هدف تبدیل می‌کند.
به علاوه، سلول‌های خورشیدی شناور می‌توانند از آبی که زیر آن‌ها وجود دارد برای خنک شدن استفاده کنند و بدین ترتیب می‌توان سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کارآمدتری داشت، چون این سلول‌ها اگر در جای دیگری نصب شوند، به طور معمول خیلی داغ می‌شوند و دچار مشکل می‌شوند.
ویژگی مهم دیگری که برای سلول‌های خورشیدی شناور در نظر گرفته شده، تکه تکه بودن آن است. به این ترتیب،‌ در هر فضایی بسته به مساحت آن فضا و انرژی مورد نیاز، می‌توان اندازه سلول‌ها را تغییر داد. هر واحد از این سلول‌های خورشیدی 200 کیلووات انرژی تولید می‌کند و برای بالا بردن میزان انرژی،‌ فقط کافی است از واحدهای بیشتری استفاده شود.
همچنین این سلول‌های به نحوی طراحی شده‌اند که کم‌ترین تاثیر را روی محیط بگذراند. آن‌‌ها به اصطلاح قابل تنفس طراحی شده‌اند و به اکسیژن اجازه می‌دهند که از آنها عبور کرده و به آب برسد. در نتیجه جانوران می‌توانند به زندگی خود در این حوضچه‌ها ادامه دهند. قرار است نمونه‌ای از این سلول‌های خورشیدی شناور روی حوضچه تاسیسات هیدروالکتریک جنوب شرق فرانسه نصب شود تا کارکرد آن در طول فصل‌های مختلف و شرایط آب‌وهوایی گوناگون طی 9 ماه ارزیابی شود. سازندگان این سلول‌های خورشیدی امیدوارند تا تابستان 2012/ 1391 به بازار برسد.

[Rez@ee]

توليد سوخت پاك از زنگار اجاق فر!

(http://www.konjkav.com/technology/9660-%D8%AA%D9%88%D9%84%D9%8A%D8%AF-%D8%B3%D9%88%D8%AE%D8%AA-%D9%BE%D8%A7%D9%83-%D8%A7%D8%B2-%D8%B2%D9%86%DA%AF%D8%A7%D8%B1-%D8%A7%D8%AC%D8%A7%D9%82-%D9%81%D8%B1%21.html)
(http://www.konjkav.com/technology/9660-%D8%AA%D9%88%D9%84%D9%8A%D8%AF-%D8%B3%D9%88%D8%AE%D8%AA-%D9%BE%D8%A7%D9%83-%D8%A7%D8%B2-%D8%B2%D9%86%DA%AF%D8%A7%D8%B1-%D8%A7%D8%AC%D8%A7%D9%82-%D9%81%D8%B1%21.html?tmpl=component&print=1&layout=default&page=)
(http://www.konjkav.com/component/mailto/?tmpl=component&link=aHR0cDovL3d3dy5rb25qa2F2LmNvbS90ZWNobm9sb2d5L zk2NjAt2KrZiNmE2YrYry3Ys9mI2K7Yqi3Zvtin2YMt2KfYsi3 YstmG2q%2FYp9ixLdin2KzYp9mCLdmB2LEhLmh0bWw%3D) دانشمندان در كشفي جديد دريافته‌اند كه زنگار اجاق‌ها مي‌تواند در ساخت ميزان نامحدودي از سوخت ارزان نقش مهمي داشته باشد.


محققان موسسه فناوري كاليفرنيا از اكسيد سريم كه در زمان حرارت ديدن اجاقها به وجود مي‌آيد براي جداسازي اكسيژن از آب و دي‌اكسيدكربن استفاده كرده و آنها را در كنار مواد اصلي سوخت مايع قرار دادند.

به گفته اين دانشمندان، ‌اين سوخت مي‌تواند به سوختي كه نيروي حركت خودروها را تامين ‌مي كند يا به گاز طبيعي براي ژنراتورهاي برق تبديل شود.

اين اكتشاف به افزايش اميد براي ساخت منبع سوخت ارزان از نور خورشيد، آب و دي‌اكسيد كربن كه برخي از منابع سرشار روي زمين هستند منجر شده است.

اين فرآيند پيش از اين شناخته شده بود اما دانشمندان براي اولين بار دريافته‌اند كه مي‌توان از اين منبع به صورت مقرون به صرفه براي استفاده همگاني بهره برد.

به گفته اين دانشمندان بهترين جنبه اين اكتشاف،‌ تطبيق‌پذيري آن است. محققان از اكسيد سريم كه در اجاق‌هاي با قابليت خود پاكسازي به وجود مي‌آيند استفاده كردند.

اولين مرحله اين كشف حرارت دادن اكسيد سريم تا 3000 درجه فارنهايت با استفاده از نور متمركز خورشيد است تا به صورت طبيعي اكسيژن از سطح آن آزاد شود.

با پايين آمدن دما دانشمندان دريافتند كه اين ماده اكسيژن را به داخل مي‌بلعد. هنگامي كه محققان به آن آب و دي‌اكسيد كربن اضافه كرده و دما را پايين آوردند، سريم از خود اكسيژن خارج مي‌كرد و هيدروژن را در آب و مونوكسيد كربن را در دي‌اكسيد كربن باقي نگه مي‌داشت.

هيدروژن (H2) و منوكسيد كربن (CO) را در كنار هم مي‌توان براي توليد سوخت استفاده كرد. براي مثال مي‌توان از تركيب آنها گاز متان را به دست آورد كه در ژنراتورهاي گازي برق مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

به گفته دانشمندان از آنجايي كه سريم 100 هزار برابر بيشتر از پلاتينوم كه در آزمايش‌هاي پيشين مورد استفاده قرار مي‌گرفت،‌ در دسترس است، به مقرون به صرفه ‌شدن هرچه بيشتر اين ماده منجر شده است.

[Rez@ee]

تامين انرژي با تركيبي از انرژي‌هاي نو

(http://www.konjkav.com/technology/10641-%D8%AA%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9%86-%D8%A7%D9%86%D8%B1%DA%98%D9%8A-%D8%A8%D8%A7-%D8%AA%D8%B1%D9%83%D9%8A%D8%A8%D9%8A-%D8%A7%D8%B2-%D8%A7%D9%86%D8%B1%DA%98%D9%8A%E2%80%8C%D9%87%D8%A 7%D9%8A-%D9%86%D9%88.html)
(http://www.konjkav.com/technology/10641-%D8%AA%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9%86-%D8%A7%D9%86%D8%B1%DA%98%D9%8A-%D8%A8%D8%A7-%D8%AA%D8%B1%D9%83%D9%8A%D8%A8%D9%8A-%D8%A7%D8%B2-%D8%A7%D9%86%D8%B1%DA%98%D9%8A%E2%80%8C%D9%87%D8%A 7%D9%8A-%D9%86%D9%88.html?tmpl=component&print=1&layout=default&page=)
(http://www.konjkav.com/component/mailto/?tmpl=component&link=aHR0cDovL3d3dy5rb25qa2F2LmNvbS90ZWNobm9sb2d5L zEwNjQxLdiq2KfZhdmK2YYt2KfZhtix2pjZii3YqNinLdiq2LH Zg9mK2KjZii3Yp9iyLdin2YbYsdqY2YrigIzZh9in2Yot2YbZi C5odG1s) http://www.konjkav.com/images/image.php?w=200&h=200&url=/images/news/1008449740391307174763.jpegهم‌اكنون 24 رآكتور هسته‌اي تجاري در سراسر جهان به انسان‌ها كمك مي‌كند تا مصرف سوخت‌هاي فسيلي كمتر و كمتر شود. اما رآكتورهاي هسته‌اي و انرژي هسته‌اي چقدر مي‌تواند نياز انسان به انرژي را مرتفع كند؟


پروفسور درك ابوت از دانشگاه آدلايد استراليا به اين نتيجه رسيده است كه به دلايل متعدد انرژي هسته‌اي نمي‌تواند در مقياس جهاني نياز بشر به انرژي را مرتفع كند.
ابوت متذكر مي‌شود كه مصرف انرژي جهاني امروز چيزي حدود 15 تراوات و كل انرژي توليد شده در نيروگاه‌هاي هسته‌اي تنها 375 گيگاوات است. به منظور بررسي محدوديت‌هاي انرژي هسته‌اي در مقياس بزرگ همين بس كه بدانيم براي توليد 15 تراوات نيرو، فقط توسط انرژي هسته‌اي نياز به حدود 15 هزار رآكتور داريم.

ابوت در ادامه بررسي‌هايش برآوردهايي در مورد ساخت، عملياتي كردن و از رده خارج ساختن 15 هزار رآكتور روي زمين، فاكتورهايي مانند مقدار زمين مورد نياز براي اين تعداد رآكتور زباله‌هاي راديواكتيو ايجاد شده، درصد حوادث، خطر ازدياد سلاح‌هاي اتمي، فراواني اورانيوم و استخراج آن و فلزات نامتعارفي كه براي ساخت خود رآكتور به كار مي‌رود، انجام داد.
صرف‌نظر از سوخت يك نيروگاه هسته‌اي در بناي خود نياز به فلزات خام زيادي دارد. براي استقرار يك رآكتور هسته‌اي به جز توجه به ناحيه ممنوعه، محل غني‌سازي، فرآوري كان‌ها و زيرساخت‌هاي پشتيبان به 5/20 كيلومتر مربع زمين نياز داريم. تصور كنيد استقرار 15 هزار رآكتور هسته‌اي با اين تفاسير يك چالش بسيار بزرگ به وجود مي‌آورد.

هر نيروگاه اتمي در نتيجه شكست نوتروني بايد پس از 40 تا 60 سال از رده خارج شود. هم‌اكنون 6 تا 12 سال طول مي‌كشد تا يك نيروگاه اتمي ساخته شود و حدود 20 سال طول مي‌كشد تا يك نيروگاه كاملا از رده خارج شود. با يك محاسبه سرانگشتي مي‌توان دريافت كه اين ميزان براي 15 هزار رآكتور، عددي خيالي به نظر مي‌رسد.

هرچه ميزان رآكتورها زياد شود احتمال سوانح هسته‌اي هم بيشتر مي‌شود، به‌علاوه با ازدياد نيروگاه‌هاي هسته‌اي و درنتيجه آن متخصصان هسته‌اي، بيم گسترش سلاح‌هاي هسته‌اي در جهان افزايش مي‌يابد. باتوجه به ميزان ذخاير موجود اورانيوم در جهان و تعداد رآكتورها تنها 80 سال ديگر ذخيره اورانيوم در كل جهان وجود دارد.

چنانچه تعداد رآكتورها به 15 هزار افزايش يابد، اين ميزان اورانيوم در كمتر از 5 سال مصرف مي‌شود. در ساخت مخزن‌هاي هسته‌اي از فلزات كمياب و نامتعارفي استفاده مي‌شود كه مستلزم هزينه زياد و اثرات نامتعارف محيطي است. فلزاتي همچون «هافنيوم» به‌عنوان جذب‌كننده نوترون، «بريليوم» به‌عنوان بازتابنده نوترون، «زيركونيم» به‌عنوان روكش و «نيوبيوم» براي تركيب با استيل و پايدار ساختن آن براي مدت 40 تا 60 سال در مقابل شكست نوتروني.
هم‌اكنون از هافنيوم در ميكروتراشه‌ها و از بريليوم در صنايع نيمه‌هادي‌ها استفاده مي‌شود. مصرف بسيار زياد اين مواد براي ساخت مخازن نيروگاه‌هاي هسته‌اي، جهان را با بحران منابع معدني مواجه خواهد ساخت. به علت هزينه، پيچيدگي، نياز به منابع و مشكلات زياد باقيمانده از انرژي هسته‌اي عاقلانه‌تر است كه سرمايه‌گذاري كلان در بخش‌هاي ديگري انجام شود.

به نظر ابوت هر دلاري كه براي انرژي هسته‌اي ذخيره مي‌شود، مي‌تواند در راه روش‌هاي زودبازده‌تر همچون انرژي خورشيدي صرف شود. وسايل حرارتي خورشيدي، انرژي خورشيد را به منظور توليد گرما مهار مي‌كنند. پس از اين گرما، بخار توليدشده و توسط نيروي بخار توربين‌هاي توليد الكتريسيته به گردش درمي‌آيد.

تكنولوژي حرارتي خورشيدي بسياري از مشكلات مقياس‌پذيري انرژي هسته‌اي را ندارد به‌عنوان مثال اگرچه يك نيروگاه بادي نسبت به نيروگاه هسته‌اي زمين بيشتري براي تامين نيازمند است، اما مي‌توان آن را در بيابان‌هاي بلااستفاده هم داير كرد.

مهم‌تر از اينها اين‌كه تكنولوژي حرارتي خورشيدي نه‌تنها در مقياس تراوات بلكه در صورت نياز مي‌تواند صدها تراوات انرژي توليد كند.

البته بزرگ‌ترين مشكل تكنولوژي حرارتي خورشيدي روزهاي ابري و شب‌هنگام است. ابوت پيشنهاد مي‌كند كه در دوره گذار استفاده دوگانه از گاز طبيعي و نيروگاه‌هاي حرارتي خورشيدي مي‌تواند يكي از گذرگاه‌ها براي ايجاد زيرساخت‌هاي برآوردن انرژي در آينده باشد.
منبع:‌ scienceblog