در این مطلب می خوانید:
مهار انرژی از طبیعت چگونه صورت می‌گیرد؟
چالش های فنی تولید برق از انرژی های طبیعی
امروزه دانشمندان در تلاش‌اند تا از چند منبع انرژی به طور هم‌زمان و در یک مکان برای تولید برق استفاده کنند. تلاش‌ها در این جهت است که از دو منبع متفاوت مانند نور و گرما یا نور و ارتعاش استفاده شود تا انرژی کافی برای مصارف عملی جمع‌آوری شود.
آزمایشگاه فوجیتسو (Fujitsu) در استفاده از منابع انرژی هیبریدی (دوگانه) موفق عمل کرده و تکنولوژی جدید خود را برای استفاده تجاری ارائه داده است.
آزمایشگاه فوجیتسو اعلام کرده است که دستگاه جدیدی ساخته است که برق را هم از نور و هم از گرما تولید می‌کند. نور و گرما از معمول‌ترین شکل‌های انرژی هستند. با این دستگاه واحد، دریافت انرژی از دو منبع جدا امکان‌پذیر گشته است که این کار در گذشته تنها با ترکیب دو دستگاه جدا برای هر منبع ممکن بود.
سازندگان این دستگاه می‌گویند آن‌ها کار خلاقانه‌ای انجام نداده‌اند چرا که این موضوع قبلاً توسط دانشمندان دیگری نیز بررسی شده است اما آن‌ها انرژی هیبریدی را با ترکیب دو دستگاه جداگانه برای دو منبع انرژی متفاوت جمع‌آوری می‌کردند و این کار از لحاظ هزینه اقتصادی برای مصارف تجاری گزینه مناسبی نبوده است.
مهار انرژی از طبیعت چگونه صورت می‌گیرد؟
مهار انرژی از منابع سبز و پاک بیرونی فرآیندی است که در آن انرژی مورد نیاز از محیط اطراف جمع‌آوری و سپس به برق تبدیل می‌شود.
در روش‌های سنتی، الکتریسیته از ماشین‌های تولید توان یا باتری‌ها تأمین می‌شود که نیازمند سیم‌کشی یا تعویض باتری هستند. در سال‌های اخیر ایده استفاده از انرژی محیطی در شکل‌های نور، ارتعاش، گرما، امواج رادیویی و … بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است و روش‌هایی برای تولید الکتریسیته از این نوع منابع ایجاد شده است. تکنولوژی دریافت انرژی از محیط با این دستگاه جدید، نیاز به کابل‌های برق یا تعویض باتری را از بین خواهد برد.
چالش‌های فنی
توانی که با مهار انرژی از نور، ارتعاشات، گرما، امواج رادیویی و دیگر انرژی‌های محیطی، تولید شود کم‌تر از توانی است که ماشین‌های قدرت یا باتری‌ها تولید می‌کنند؛ بنابراین استفاده از انواع مختلف انرژی خارجی به طور هم‌زمان مانند نور و گرما یا نور و نوسان برای جمع‌آوری مقدار مورد نیاز توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این راستا تجهیزات هیبریدی باید: 1- در دو حالت (مود) مختلف کار کنند و 2- از آن‌جایی که مقدار توان موجود از مهار انرژی طبیعی محدود است باید بازدهی بیشتری داشته باشند تا توان بیشتری تولید کنند.
1- ساختار جدید دستگاه هایبرید برای کار در دو حالت مختلف
با تغییر مدار الکتریکی وصل شده به دو نوع نیمه هادی، این دستگاه می‌تواند به عنوان یک سلول فوتوولتائیک یا مولد ترموالکتریک (الکتریکی – گرمایی) عمل کند.
شکل زیر نشان می‌دهد که چگونه یک قطعه که شامل دو نوع نیمه‌هادی است می‌تواند هم در حالت فوتوولتائیک (چپ) و هم ترموالکتریک (راست) عمل کند.
2- استفاده از مواد ارگانیک (آلی) به منظور بازدهی بیشتر
ماده ارگانیکی که با بازدهی بالا بتوانند از هر دو منبع نور وگرما تولید توان کند، در آزمایشگاه فوجیتسو توسعه داده شده است. این ماده ارگانیک سبب می‌شود که بازدهی دستگاه انقدر بالا باشد که حتی از نور داخلی نیز توان تولید کند. هزینه ساخت و پردازش محصول به علت استفاده از ماده ارگانیک بسیار پایین است. هم‌چنین این وسیله می‌تواند به عنوان دستگاه تولید توان از تنها یکی از منابع نور یا گرما، و نه هر دو به کار گرفته شود.
مزایای این تکنولوژی
• کمک می‌کند تا با یک دستگاه، انرژی را از دو منبع متفاوت جمع‌آوری کرد.
• این فناوری فرصت استفاده از انرژی‌های پاک و سبز که از رایج‌ترین و در دسترس‌ترین منابع انرژی هستند را فراهم می‌سازد.
با این فناوری استفاده از سنسورهای سلامت میسر می‌شود، چرا که این سنسورها می‌توانند بدون نیاز به هیچ‌گونه باتری یا سیم در موارد مختلف پزشکی مانند بررسی فشار خون، ضربان قلب و دمای بدن به کار روند.
• با این تکنولوژی به باتری یا سیم نیازی نیست.
• به علت کاهش دو دستگاه به یک قطعه و هم‌چنین استفاده از مواد آلی ارزان قیمت، هزینه نهایی ساخت محصول بسیار پایین است، بنابراین می‌توان آن‌را در سطح وسیع مورد استفاده قرار داد.
• استفاده از آن مؤثرترین و کارآمدترین راه برای جمع‌آوری انرژی از منابع خارجی است.
• چون این وسیله با کمک نور و گرما کار می‌کند، در صورت قطع شدن یکی از آن دو، هم‌چنان می‌تواند به کار خود ادامه دهد.
• این تکنولوژی را می‌توان در نقاط دور از دسترس به کار برد.
• به عنوان یک حس‌گر کمک می‌کند تا شرایط محیطی از جمله آب و هوا یا حوادث را پیش‌بینی کرد.
برای آزمایشگاه فوجیتسو، ترکیب دو منبع متفاوت انرژی برای تولید توان، تنها شروع کار است. آن‌ها در تلاش‌اند تا این تکنولوژی را بسیار کارآمدتر از نمونه اولیه تولید کنند تا ویژگی‌های مطلوب مورد نظر آن‌ها را تحقق بخشد.
مطالب مرتبط در خصوص روش های نوین تولید برق:
تولید برق از گام های انسان توسط کفپوش های هوشمند
-
-
-
-
-
-
-
