تولید برق از باکتری

تولید برق از باکتری، یک روش نوین در صنعت برق می باشد و بعضی از باکتری‌ها را به شکلی می توان تغییر داد که توانایی تولید الکتریسیته را داشته باشند. برخی از باکتری‌ها به شکل طبیعی می‌توانند به وسیله نوعی پروتئین که در غشا‌ء سلولی‌اش وجود دارد الکتریسیته تولید کنند. البته چنین باکتری‌هایی اکثرا در شرایط محیطی سخت وجود دارند. مطالعات جدید حاکی از آن است که با تغییر دادن باکتری‌ها می‌توان از آن‌ها الکتریسیته تولید کرد. با استفاده از این دستاورد در آینده فاضلاب قابلیت تبدیل به آب تمیز را خواهد داشت.

اکنون محققان موفق شده‌اند که بعضی از باکتری‌ها را به شکلی تغییر دهند که توانایی تولید الکتریسیته را داشته باشند. محققان، نخست یک مولکول ویژه به اسم +DFSO درست کردند که حاوی اتم‌های فلز آهن بود، سپس این سلول را به باکتری به اسم Shewanella oneidensis وارد نموده و پس از این باکتری با استفاده از اتم‌های آهن توانست الکتریسیته تولید کند.در نتیجه، محققان پی بردند که قادرند سایر باکتری‌ها را نیز به گونه‌ای تغییر دهند که جریان الکتریسیته تولید کند. البته این تحقیق در مراحل ابتدایی قرار دارد و باکتری‌ها نمی‌توانند مقدار الکتریسیته زیادی را تولید کنند. در حال حاضر از این روش برای تولید آب تمیز از فاضلاب می‌توان بهره برد. امیدواریم که این روش در آینده هزینه‌های کمتری داشته باشد تا قابلیت استفاده در ابعاد وسیع‌تری را داشته باشد.

ترانسفورماتور هرمتیک

این نوع ترانسفورماتورها دارای سیستم نگهداری روغنی هستند که از تماس روغن عایق با اکسیژن و رطوبت که عوامل اصلی فساد روغن و کاهش استقامت الکتریکی آن می باشد جلوگیری می کند. در این ترانسفورماتورها روغن به عنوان عایق، خنک کننده و جاذب رطوبت هوا عمل می کند. سیم پیچ ها و هسته ترانس در داخل مخزن روغن قرار می گیرند. این کار سبب بهبود شرایط بهره برداری شده در نتیجه نیازی به عملیات نگهداری در طول عمر ترانسفورماتور نخواهد بود. ترانسفورماتورهای هرمتیک برای نصب در محیط های مرطوب، مواردی که محدودیت عملیات نگهداری وجود دارد، ترانسفورماتورهای با نصب هوایی و فضاهای محدود مثل پست های کمپکت و پکیج بر انواع معمولی برتری دارند.

روغن مورد استفاده از نوع معدنی است و نباید از آسکارل به دلیل سمی بودن و ملاحظات زیست محیطی استفاده کرد.مخزن روغن این نوع ترانس دارای خاصیت ارتجاعی بوده و در قدرت های کم افزایش حجم روغن بدین وسیله جبران می شود. در ترانس های با قدرت بالا از کیسه نیتروژن برای جذب گرما و رطوبت استفاده می شود. این ترانس ها دارای سیستم مانیتورینگ وضعیت روغن برای حفاظت ترانس می باشند. زیرا اگر روغن بیش از حد داغ شود احتمال انفجار ترانس وجود دارد. از مزایای این ترانس کاهش هزینه مراقبت و نگهداری، حذف رطوبت گیر و رله بوخ هولتز ( روغن) و منبع انبساط و در نتیجه کاهش ارتفاع ترانس است.

دو نوع اصلی از ترانسفورماتورهای هرمتیک شامل : 1. هرمتیک بدون بالشتک گازی که دارای ساختار بسته، بدون بالشتک گاز، بطور کامل پر از روغن است. 2. هرمتیک با بالشتک گازی که دارای ساختار بسته بدون منبع انبساط، با بالشتک گازی(گاز نیتروژن)، دیواره های مخزن صلب و رادیاتورهای خنک کننده آن که می تواند بصورت جدا شدنی یا جوش شده روی مخزن باشد.

در ترانسفورماتورهای هرمتیک کاملا پر از روغن، انبساط و انقباض روغن توسط مخزن فولادی و ارتجاعی آن (طرح مخزن با حجم متغیر) صورت می گیرد که در حداکثر فشار حالت کاری تنها کسری از فشار طراحی شده قابل تحمل ایجاد می شود. این ترانسفورماتورها همیشه بصورت کامل پر از روغن تحویل و حمل شده و برای طول دوره عمرشان آب بندی شده اند. در ترانسفورماتورهای هرمتیک با بالشتک گازی، انبساط و انقباض روغن بوسیله بالشتک گاز نیتروژن واقع در بالای سطح روغن صورت می گیرد. این ترانسفورماتورها عموما دارای مخزن صلب رادیاتوری (جوش شده یا قابل باز شدن) بوده و بوشینگ های LV, HV آنها در سمت طولی مخزن قرار دارند.ترانسفورماتورهای هرمتیک بدون بالشتک گازی دارای لوله مخصوص پر کردن روغن با ارتفاع کافی بوده که از پر شدن کامل روغن خصوصا در بوشینگ های روغنی اطمینان حاصل شود.

لودسل ( Load cell )

لودسل یک نوع حسگر (سنسور) الکترونیکی برای اندازه‌گیری وزن و نیرو است که با اعمال نیرو بر روی آن یک سیگنال الکتریکی ضعیف در حد میلی ولت روی سیم های خروجی آن ظاهر میشود . در واقع لودسل یک مبدل یا ترانسدیوسر می باشد که نیرو و فشار را به سیگنال های الکتریکی استاندارد تبدیل می کند و در انواع کششی، خمشی، فشاری و پیچشی ساخته شده است.

موارد کاربرد لودسل چیست ؟ لودسل برای اندازه‌‌گیری نیرو در کارخانجات مختلف و نیز اندازه‌گیری کشش کابل‌‌ها و کشش نخ در کارخانجات نساجی و سایر صنایع استفاده می‌شود. اندازه‌گیری وزن بطریقه دیجیتال در ترازوهای الکترونیکی نیز نیازمند لودسل می‌باشد. امروزه انواع مختلف لودسل با ظرفیت‌های متفاوت در ساخت ترازوها و باسکول‌های الکترونیکی کاربرد فراوان دارد. سیستم‌های اتوماتیک بر اساس اندازه‌گیری وزن مواد در کارخانجات مواد غذایی - کارخانجات آسفالت - پلانت‌های مواد شیمیایی همه از لودسل استفاده می‌نمایند. ساختار لودسل چگونه است ؟ لودسل شامل یک هسته فلزی (از آلیاژ خاص) و تعدادی strain gauge مجموعه ای از مقاومت های الکتریکی می‌باشد که در اثر اعمال نیرو مانند تمام مواد تغییر شکل می‌یابد اما پس از برداشتن نیرو به حالت اولیه خود برمی‌گردد . میزان برگشت‌پذیری این ماده تعیین کننده کیفیت و دقت و دیرپایی لودسل است. مدار الکتریکی معادل یک لودسل بصورت زیر است :

انواع لودسل: 1- لودسل های تک پایه(Single point) :لودسل های تک پایه ، دارای یک پایه بوده و بیشتر در ترازوهای فروشگاهی، توزین نقاله و توزین ماشین آلات بسته بندی و پرکن کاربرد دارند. 2- لودسل های خمشی(Shear beam) : لودسل های خمشی یا shear beam معمولا در باسکول های کفه ای، باسکولت ها و سیستم های توزین و لاشه کش ها استفاده می شود. این مدل لودسل ها باید بصورت چند تایی استفاده شوند. 3- لودسل های خمشی دو طرفه: لودسل های خمشی دو طرفه بیشتر در توزین مخازن، توزین سیلو و توزین باسکول کاربرد دارند. یکی از پرکاربردترین نوع ای لودسل ،HM9B می باشد. 4-لودسل فشاری (Canister سیلندری یا compression فشاری) : شکل ظاهری این لودسل شبیه قوطی می باشد. همانطور که از نام این لودسل پیداست فشار وارده بر این نوع لودسل از طرف بار باعث تغییرات طول (کمتر از قطر یک تارمو) در لودسل می شود. از این نوع لودسل اغلب در باسکولهای جاده ای استفاده می شود . 5- لودسل کششی (S Type) : شکل ظاهری این لودسل شبیه S می باشد. مکانیسم عملکرد این لودسل نیز بر اساس تغییرات طول می باشد. یک طرف این لودسل از بالا به نقطه ای ثابت وصل می شود و از طرف پایین نیرو به ان وارد می شود. از این نوع لودسل اغلب در سیستم های توزین آویز استفاده می شود . 6-لودسل های باسکولی: لودسل های باسکولی، فشاری ستونی بوده و بیشتر در توزین مخازن، سیلو و اختصاصا باسکول کاربرد دارند. 7- لودسل های خاص: انواع لودسل با کاربردهای خاص و ویژه در این گروه قرار می گیرند. مانند لودسل های تخمین بار سیم و کابل ، سنسور گشتاور ، سنسور دو محور x,y ، صفحات توزین و ...

برای نصب یک لودسل و داشتن سیستم توزین پایدار احتیاج به پایه و نگهدارنده لودسل ( مانتینگ ) داریم که طراحی و ساخت مانتینگ یک لودسل، کاری است تخصصی که با توجه به مورد استفاده ی لودسل متفاوت است. پارامترهای مشخصه یک لودسل عبارتند از : 1. ظرفیت لودسل (حد تحمل ماکزیمم نیرو) 2. نوع لودسل (کششی، فشاری، ...) 3. میزان اهم ورودی و خروجی 4. میزان ماکزیمم میلی ولت خروجی به ازای تغذیه 1 ولت . 5. حد دمایی کار کرد . 6. میزان خطا بر حسب درصد (هر چه کمتر باشد لودسل مرغوب تر است ). 7. اندازه فیزیکی . 8. نحوه نصب و اعمال نیرو . 9. کلاس دقت (C3,C4,C5,C6,...). 10. شرکت سازنده .

اثر گرد و خاک بر تجهیزات برقی و الکترونیکی

اثر گرد و خاک بر تجهیزات برقی و الکترونیکی، نامطلوب می باشد و عمر مفید تجهیزات را کاهش می دهد.اکثر مردم نسبت به نگهداری تجهیزات الکترونیک در برابر گرد و خاک بی تفاوت هستند و این امر موجب می شود تا دستگاه های الکترونیک آنها عمر کمتری داشته باشند. گرد و خاک به صورت عادی، هادی جریان الکتریکی نیست، اما هنگامی که مقدار آن زیاد شود باعث نشت جریان می شود در سیستم های کامپیوتری این امر غالبا اتفاق می افتد. درصد رطوبت هوا در نشت جریان تاثیرگذار است رطوبت بیشتر به گرد و خاک کمک می کند تا رسانای بهتری باشند .گرد و خاک در سیستم های موتور دار تاثیر منفی دارند ، فن های خنک کننده به دلیل میدان مغناطیسی که دارند گرد و خاک را جذب می کنند و باعث می شوند کم کم کارآیی اولیه را از دست بدهند و یا اینکه باعث به وجود آمدن صرو صدای زیاد می شوند.

سرویس و خاک گیری سیستم های الکترونیک و کامپیوتری بسته به جایی که زندگی یا کار می کنید به صورت روتین و دوره ای مورد نیاز است توجه داشته باشید که برای نظافت سیستم های الکترونیک از تجهیزاتی استفاده کنید که دمند باشند و مکش نداشته باشند شاید یکی از دلایل این موضوع القاء بارهای مغناطیسی به داخل مدار باشد. توجه داشته باشید که هنگام گردگیری سیستم های الکترونیکی از ماسک استفاده کنید زیرا این گرد و خاکهایی که در مجاورت میدانها باشند سرطان زا هستند . قلم موی نقاشی گزینه مناسبی برای پاک کردن تجهیزات ریز و حساس است و به دست داشتن دستکش مخصوص ESD به شما کمک می کند تا احیانا تجهیزات در تماس با دست از الکتریسیته بدن شما آسیب نبینند (یکی از این تجهیزات رم های کامپیوتر ها هستند که بسیار حساسند و این موضوع رو دفترچه آنها ذکر شده است.)به طور کلی کیفیت مدار با عمر آن رابطه مستقیم دارد اگر می خواهید وسیله الکترونیکی شما بیشتر عمر کند آن را از چند عامل دور نگه دارید: رطوبت،گرد وخاک، دمای زیاد وضربه

زمین کردن ترانسفورماتورهای توزیع با دو ارت جدا

برای زمین کردن ترانسفورماتور های توزیع باید از دو ارت جداگانه استفاده نمود.این دو ارت که توسط دو چاه ارت با فاصله (معمولاً حداقل ۱۰ متر) از هم احداث می شوند مربوط به فشار متوسط (MV) و فشار ضعیف(LV) ترانسفورماتور هستند. ارت فشار متوسط به برقگیرها و بدنه ترانسفورماتور متصل می شود. با توجه به این که اتصال برقگیرها ستاره بوده و در سمت MV ترانسفورماتور وصل می شوند، این ارت، ارت حفاظتی نامیده می شود (وگرنه سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور مثلث بوده و فاقد اتصال زمین است). ارت دوم هم به نقطه صفر سیم پیچ ثانویه (بااتصال ستاره) متصل شده وشینه نول را ایجاد می کند که ارت الکتریکی نامیده می شود.

در صورتی که این دو ارت به هم متصل شوند، بروز اتصالی سیم پیچ فشار متوسط به هسته ترانسفورماتور باعث افزایش ولتاژ سیم نول در ثانویه می شود. مقدار این ولتاژ بستگی به مقاومت زمین پست فوق توزیع، مقاومت زمین ترانسفورماتور و مقاومت خط و ترانسفورماتور دارد که معمولا از دو تای آخر صرفنظر می شود. این ولتاژ بر اساس مشخصه های پست های فوق توزیع کشور ما و با فرض مقاومت اتصال زمین ۱ اهم در محل ترانسفورماتور توزیع ، حدود ۲۴۰ ولت خواهد شد. بنابراین، ولتاژ نول در سمت فشار ضعیف جابجا شده و ولتاژهای فازی دچار نوسان و اضافه ولتاژ خواهند شد.

به لحاظ ایمنی نیز چون سیستم توزیع برق کشور TNC-S است، برقدار شدن بدنه های فلزی تجهیزات الکتریکی ارت شده در سمت مشترکین نیز منشاء خطر برق گرفتگی خواهد شد. با اینحال، در مراکز صنعتی که امکان همبندی ارت های مختلف و بدنه های فلزی مثل فونداسیون ساختمانها و … برای رسیدن به مقاومتهای خیلی پایین (کمتر از نیم اهم) وجود دارد، می توان ارت های شبکه MV و LV و … را هم با یکدیگر همبندی نمود. این کار موجب ارتقای وضعیت کیفیت توان در سمت مصرف نیز خواهد شد

پدیده نوسان نقطه نول ( Null Oscillation )

یکی از مشکلات سیستم های دارای اتصال ستاره زمین نشده یا سیستم هایی که اتصال نول آنها تخریب شده است، نوسان (ولتاژ) نقطه نول می باشد. بطور کلی، در سیستم هایی که نقطه نول آنها زمین نشده یا ارتباط نول و زمین به نحوی قطع شده است، ولتاژ نقطه نول به شدت از تغییرات ولتاژ فازها و نامتعادلی آنها متاثر می شود. اتصال نقطه نول به زمین، به خصوص وقتی که مقاومت اتصال کمینه باشد، باعث می شود تا ولتاژ نقطه نول ناچیز و تغییرات آن محدود باشد.

یکی از مشکلات سیستم هایی که دارای اتصال ستاره زمین نشده هستند، وجود هارمونیک مرتبه سه در فازهاست. از آنجا که هارمونیک های مرتبه سه همچون مولفه توالی صفر عمل کرده (با هم همفاز شده) و در نقطه نول با هم جمع می شوند، عدم اتصال نول به زمین باعث می شود تا هرگونه هارمونیک مرتبه سه در فازها باعث نوسان نقطه نول شود.بدین ترتیب نوسان نقطه نول باعث می شود که ولتاژ فازهای مختلف نسبت به نقطه نول ناپایدار گردد.

این موضوع برای وجود هارمونیک سوم در یک فاز در دیاگرام برداری شکل زیر نمایش داده شده است. همانطور که مشاهده می شود،وجود هارمونیک سوم باعث می شود تا نقطه نول با سرعت دو برابر فرکانس زاویه ای برق شهر نوسان کند (توجه شود که جمع سه مولفه اول با فرض تعادل ولتاژها برابر صفر است).

پنل خورشیدی به شکل گل آفتاب گردان

پنل خورشیدی به شکل گل آفتاب گردان با الهام از طبیعت طراحی و ساخته شده است. معمولاً پنل‌های خورشیدی در سقف خانه نصب می‌شوند اما اسمارت فلاور جایگزینی برای پنل‌های خورشیدی سقفی است که قادر به تولید برق است و در محوطه بیرون خانه قرار می‌گیرد. این پنل خورشیدی توسط گلبرگ‌ها انرژی از خورشید می‌گیرد.

پنل خورشیدی به شکل گل آفتاب گردان، در واقع یک ژنراتور خورشیدی جدید است که قادر به تولید برق است و در محوطه بیرون خانه قرار می‌گیرد. این گل آفتابگران 900 کیلوگرمی دارای 12 گلبرگ تاشو بر روی یک ستون موتوری است؛ کاربر می‌تواند توسط سیستم Plug & Play برق تولید شده را مصرف کند، برای این کار آفتابگردان در طول روز قادر به ذخیره انرژی است؛ این گل تمام انرژی که در طول روز جمع آوری می‌کند به برق تبدیل می‌کند.

فقط یک دکمه را باید فشار داد تا در تمام طول شب گل‌ها جمع شوند؛ این گل آفتابگردان در دو نسخه برای منزل و مکان‌های تجاری قابل استفاده است.

موتورهای یونیورسال

یکی از انواع موتورهای DC میدان سیم پیچی شده موتور یونیورسال است .اسم این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می‌توان هم با جریان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً این موتورها با تغذیه AC کار می‌کنند. اصول کار این موتورها بر این اساس است که وقتی یک موتور DC میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل می‌شود ، جریان هم در سیم پیچی میدان و هم در سیم پیچی آرمیچر (و در میدانهای مغناطیسی منتجه) همزمان تغییر می‌کند و بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده همواره بدون تغییر خواهد بود.

در عمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی شود تا با جریان AC سازگاری داشته باشد (امپدانس/راکتانس بایستی مدنظر قرار گیرند) و موتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور معادل DC خالص خواهد بود. مزیت این موتورها این است که می‌توان تغذیه AC را روی موتورهایی که دارای مشخصه‌های نوعی موتورهای DC هستند بکار برد، خصوصاً اینکه این موتورها دارای گشتاور راه اندازی بسیار بالا و طراحی بسیار جمع و جور در سرعتهای بالا هستند.جنبه منفی این موتورها تعمیر و نگهداری و مشکل قابلیت اطمینان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می‌شود و در نتیجه این موتورها به ندرت در صنایع مشاهده می‌شوند، اما عمومی‌ترین موتورهای AC در دستگاههایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی که گاهاً استفاده می‌شوند، هستند.