فن آوریِ زیبا و سازنده

این چنین زمینی 

                        و

                              آن چنان کِشت و کاری 

                            آرزوست 

---

 >> عکس روز : مزرعه خورشیدی مگاواتی

< Parsys Green Energy >

مولکول‌های جدید برای ذخیره انرژی خورشیدی

خورشید حاوی منبع فراوانی از انرژی است که تا بی‌نهایت قابل احیاست. هر روز مقدار بسیار زیادی انرژی از سوی خورشید تولید می‌شود که می‌توان به روش‌های مختلف آن را جمع‌آوری و ذخیره کرد. 

استفاده از انرژی خورشیدی، موجب کاهش گازهای گلخانه‌ای و در نهایت کاهش تغییرات آب‌وهوایی می‌شود. به دلایل فوق، انرژی خورشیدی به عنوان منبع اصلی انرژی‌های تجدیدپذیر در نظر گرفته می‌شود.

 دو نوع سامانه اصلی جمع‌آوری انرژی خورشیدی با نام‌های فتوولتاییک (PV) و متمرکزکننده توان خورشید (CSP) وجود دارد. فتوولتاییک با استفاده از صفحه‌های خورشیدی، نورخورشید را مستقیما به الکتریسیته تبدیل می‌کند و دیگری با استفاده از نور خورشید مایعی را حرارت می‌دهد و با استفاده از بخار حاصل از تبخیر مایع، توربینی را به حرکت درآورده و تبدیل به انرژی می‌کند. هرکدام از روش‌های فوق معایبی دارند که تولید انرژی خورشیدی را کمی سخت می‌کنند.

---

اما بتازگی دو دانشمند از دانشگاه کپنهاگ در تلاشند مولکولی تولید کنند که بتواند موثرتر و کارآتر از روش‌های فعلی، انرژی خورشیدی را دریافت کرده و ذخیره کند تا هر زمان که نیاز باشد آن را به کار گیرد. استفاده از سیستم دی‌هیدروزولین/ وینیل هپتا فولوین (به اختصار DHA/VHF ) بهترین قدمی است که آنها در راه تحقق این فناوری برداشته‌اند. آنها با استفاده از این مولکول به ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی پرداختند. اما مشکل این مولکول این بود که پس از یک یا دو ساعت به شکل اولیه خود بازمی‌گشت و انرژی ذخیره شده در خود را آزاد می‌کرد.

اما این دو دانشمند توانستند تراکم انرژی در این مولکول را به جایی برسانند که بتواند صد سال انرژی را در خود نگه‌دارد. در واقع مولکول تمایلی به تغییر شکل دوباره که منجر به آزادسازی انرژی می‌شود، ندارد. اما مشکلی که اکنون وجود دارد، روش آزادسازی انرژی خورشیدی از درون این مولکول است، زیرا هرقدر مولکول به حفظ شکل خود متمایل باشد، انرژی آزاد نمی‌کند. اما اگر دانشمندان بتوانند برای این موضوع راه‌حلی پیدا کنند، در آینده‌ای نه‌چندان دور می‌توانیم در یک مولکول، چیزی حدود یک مگاژول انرژی خورشیدی ذخیره کنیم و تا بی‌نهایت انرژی داشته باشیم.

< Parsys Green Energy >

---

افزایش بارش باران با احداث مزارع بادی و خورشیدی در صحرا

دانشمندان می‌گویند مزارع بزرگ بادی و خورشیدی در منطقه صحرا، باعث افزایش حرارت، بارش باران و رویش گیاهان خواهد شد.

 تاثیر مثبت مزارع بادی و خورشیدی بر حرارت، رطوبت و دیگر فاکتورهای آب و هوایی منطقه‌ای که در آن احداث می‌شوند پیش از این هم شناخته شده بود.

در یک مطالعه جدید که بر اساس مدل‌سازی اقلیمی انجام شده است دانشمندان به این نتیجه رسیدند که نصب و راه‌اندازی مزارع بزرگ بادی و خورشیدی در بیابان و صحرای مراکش و در همسایگی آن یعنی کشور ساحل، باعث خواهد شد تا دمای منطقه افزایش و به طبع آن بارندگی و رشد و نمو گیاهان هم بیشتر شود.  علاوه بر تمام این مسائل، این تحقیق می‌گوید که این آثار برای این منطقه مزایای بسیاری خواهد داشت. 

این مطالعه که در مجله «ساینس» منتشر شده است اولین نوع از چنین مدل سازی‌ها در زمینه تغییرات اقلیم است که بر اساس نصب و راه اندازی مزارع بادی و خورشیدی بوده و نشان می‌دهد رشد و نمو گیاهان چطور از حرارت و بارش تاثیر می‌گیرد.

مطالعات قبلی تاثیر اقلیمی مزارع بادی و خورشیدی را در مقیاس قاره‌ای نشان داده بودند. اما در این مطالعات تاثیر گیاهان بررسی نشده بود. مطالعه جدید نشان داد که مدل سازی گیاهان و رشد و نمو آن ها هم در این مساله تاثیر گذار است. 

این تحقیقات در دانشگاه مریلند انجام شده و به دلایل گوناگون بیابان صحرا برای مطالعه انتخاب شده است. 

یکی از دانشمندان این تحقیق می‌گوید «ما صحرا را انتخاب کردیم چون بزرگ‌ترین بیابان دنیاست، تقریبا خالی از سکنه است، به شدت در مقابل تغییرات زمین حساس است و چون در آفریقاست به اروپا و خاورمیانه نزدیک است، هر دو منطقه به شدت به انرژی نیاز دارند». 

مزارع بادی و خورشیدی شبیه سازی شده در این منطقه، ناحیه‌ای به وسعت بیش از ۹ میلیون کیلومتر مربع را در برگرفته و به ترتیب و به طور متوسط ۳ تراوات و ۷۹ تراوات برق تولید می‌کنند.   

---

این مدل نشان داد که مزرعه بادی  مورد نظر باعث گرم شدن سطح زمین و درنتیجه افزایش تغییرات بین دمای ماگزیمم و مینیمم شد. 

از آنجاکه توربین های بادی باعث اختلاط عمودی می‌شوند هوای گرم از بالا به پایین می‌رسد و در نتیجه بارش هم به اندازه ۰.۲۵ میلیمتر در روز به طور متوسط افزایش می‌یابد. این میزان بارش دو برابر میزان بارش به طور طبیعی است. 

در کشور ساحل هم مزارع بادی باعث افزایش ۱.۱۲ میلیمتری بارش شدند و افزون بر آن، بارش باران باعث افزایش رشد و نمو گیاهان می‌شود. 

درحالی که دانشمندان می‌گویند مزارع خورشیدی هم چنین تغییراتی را باعث می‌شوند، افزایش بارش به اضافه وجود انرژی پاک خورشیدی و بادی می‌تواند باعث توسعه اقتصادی و اجتماعی منطقه بیابان صحرا و کشور ساحل و نیز خاورمیانه شود. 

< Parsys Green Energy >

---

هوور Hoover ، سد غول‌پیکری که تبدیل به باتری می‌شود

سد هوور به زودی می‌تواند تبدیل به یک «باتری غول پیکر» برای انرژی های تجدیدپذیر شود.

 سد هوور Hoover، یکی از اعجاب انگیزترین سازه‌های بزرگ مهندسی آمریکا است و احتمالا به زودی این سد قرن بیستمی، تبدیل شود به بزرگ‌ترین ذخیره‌گاه انرژی‌های تجدیدپذیر.

کالیفرنیا که به حق عنوان «ایالت آفتاب تابان» را به خود گرفته است، در تلاش است تا بتواند از نور آفتاب آسمان آفتابی خود تا حد ممکن بیشترین بهره را ببرد و انرژی خورشیدی تولید کند. 

یکی از مشکلاتی که بر سر راه این هدف قرار گرفته است فقدان یک روش کارآمد برای ذخیره‌سازی برق تولیدی از باد و خورشید در این ایالت است، بنابراین کالیفرنیا مجبور است این برق مازاد مصرف را به دیگر ایالت‌ها بفرستد تا از Overload یا بارگزاری بیش از حد شبکه‌ برق خود جلوگیری کند.

اما عیب بزرگ این روش این است که زمانی که تابش آفتاب وجود ندارد کالیفرنیا مجبور است دوباره از سوخت‌های فسیلی استفاده کند. 

حالا سد هوور به کمک کالیفرنیا می‌آید. 

بر همین اساس در ۲۰ مایلی جنوب این سد، یک ایستگاه پمپاژ با برق بادی و خورشیدی احداث می‌شود و این ایستگاه پمپاژ آب را از پایین دست به سوی بالادست و دریاچه مید، تغذیه کننده سد، پمپاژ می‌کند. 

تمامی آبی که در این دریاچه ذخیره می‌شود دوباره قادر خواهد بود بر اساس برق مورد نیاز آزاد شود، و به صورت کارآمدی سد تبدیل به باتری بزرگ برق خورشیدی و بادی شود. 

در حال حاضر تنها فاکتور تاثیر گذار، میزان آب ذخیره شده در این سد است که به اندازه ۲۰ درصد کل ظرفیت آن است. اگر آب از پایین دست دوباره به این سد پمپاژ شود، آن هم با استفاده از نیروی باد و خورشید، سد تبدیل می‌شود به نقطه اتکای کالیفرنیای جنوبی برای استفاده از انری سبز. 

باتری‌های لیتیوم یون نمی تواند تمام برق تولیدی باد و خورشید را در کالیفرنیا ذخیره سازند در حالی که سد هوور می‌تواند به عنوان پمپ ذخیره عمل کند. 

شهردار لس آنجلس در تلاش است این شهر را تبدیل به اولین شهر نماید که از انرژی های تجدیدپذیر استفاده می‌کند. او می‌گوید بزرگ‌ترین چالش شهر استفاده ۱۰۰ درصدی از تجدیدپذیرهاست. اما باتری بزرگی برای ذخیره برق تجدیدپذیرها نداریم. مگر اینکه سد هوور این کار را انجام دهد. 

برای انجام چنین پروژه‌ای اثرات زیست محیطی آن بر روی اکوسیستم اطراف به خوبی بررسی شده است. احتمالا این پرژه تا سال ۲۰۲۸ به نتیجه برسد.

سد هوور یکی از بزرگ‌ترین سدهای ایالت متحده است که بر روی رودخانه کلرادو در جنوب شرقی شهر لاس وگاس در مرز بین ایالت‌های نوادا و آریزونا بسته شده‌است. این سد یک سد وزنی-قوسی بتنی می‌باشد. سد هوور به افتخار رئیس‌جمهور هربرت هوور نامگذاری شده‌است.

< Parsys Green Energy >

---

افزایش ۷ برابری کارایی سلول‌های خورشیدی با نانو فناوری

محققان دانشگاه شهید مدنی آذربایجان و صنعتی سهند تبریز با کاربردنانو ساختارها در ساخت سلول‌های خورشیدی، توانستند بازده این سلول‌ها را تا ۷ برابر افزایش دهند.

 

سلول‌های خورشیدی پلیمری به دلیل قیمت ارزان، روش ساخت آسان، سبکی و انعطاف‌پذیری در مسیری قرار دارند که می‌توانند روزی جایگزین دیگر انواع سلول‌های خورشیدی شوند. اما آنچه که به عنوان یک مانع بزرگ در مسیر صنعتی شدن آنها قرار گرفته، بازده پایین این‌ سلول‌ها است.

 

دکتر سمیرا آقبلاغی، استادیار دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، از اجرای تحقیقاتی در این زمینه خبر داد و یادآور شد: بازده پایین از مسائل متعددی نشات می‌گیرد که از جمله‌ آن‌ می‌توان به میزان جذب نور پایین توسط لایه‌ فعال، عملکرد نامناسب الکترودها، مورفولوژی نامناسب لایه‌ فعال و یا وجود برخی نقایص در ساختار سلول فتوولتاییک اشاره کرد. از این رو در این تحقیقات با اعمال یک روش ساده توانستیم بازده تبدیل توان سلول‌های ساخته شده را افزایش دهیم.

 

وی با بیان اینکه در ساختار سلول‌های خورشیدی پلیمری ساخته شده از نانولوله‌های کربنی اصلاح سطح شده استفاده شد، ادامه داد: این امر موجب شد تا بازده تبدیل توان سلول‌های ساخته شده تا ۷ برابر افزایش یابد.

---

 

آقبلاغی خاطر نشان کرد: نتایج حاصل از این پژوهش نشان از قابلیت استفاده در زمینه‌ تولید انرژی‌های تجدیدپذیر یا به عبارت دقیق‌تر سلول‌های خورشیدی پایه پلیمری دارد. از سلول‌های خورشیدی منعطف پلیمری، در ساخت باتری‌های خودشارژ شونده‌ گوشی‌های تلفن همراه و دیگر وسایل پرتابل استفاده می‌شود.

< Parsys Green Energy >

---