تولید برق از ادرار

پژوهشگران موفق شده اند به کمک ادرار بازیافت شده، برق لازم برای تلفن های همراه و لامپها را تامین کنند. تحقیقات در این باره از سه سال پیش آغاز شده و با کسب نتایج موفقیت آمیز، قرار است این پروژه بزودی در تعدادی از اردوگاههای پناهندگان در آفریقا اجرا شود.برای مرکز بیوانرژی بریستول انگلستان ادرار یک سوخت مهم است. همه، از دانشجو گرفته تا طراح و تکنسین می توانند به این مرکز بیایند و ادرارشان را برای انجام تحقیقات علمی، اهدا کنند. این ادرارها جمع آوری و به آزمایشگاه منتقل می شود.

دکتر جاناتان وینفیلد معاون این مرکز، با نشان دادن قسمتی از ادرار جمع آوری شده و متصل به پیلهای سوختی میکروبی می گوید: «اینجا ما مقداری ادرار داریم که آن را داخل محل ادرار می ریزیم. از این لحظه، دیگر ادرار یک زباله مایع نیست بلکه ماده اولیه مورد نیاز پیل های سوختی میکروبی محسوب می شود. در درون این پیل های سوختی باکتری هایی وجود دارد که از این ادرار استفاده می کنند و به تجزیه شیمیایی آن و تولید الکترون می پردازند. ما این الکترون ها را به عنوان الکتریسیته و انرژی، ذخیره می کنیم. ما همچنین سیستمی داریم که با این الکتریسیته، موبایل ها را شارژ می کند.» برای این کار باید میکروبهای زنده داشت یعنی میکروبهایی که از ادرار برای رشد خود تغذیه می کنند. به همین دلیل دانشمندان می گویند ادراری که هنوز تازه است، پتانسیل بیشتری برای تولید برق دارد.این پیل های سوختی، هم از ادرار برای تولید برق استفاده می کنند و هم آن را به زباله ای پاک تبدیل می کنند. دکتر توسین اوباتا، دیگر پژوهشگر مرکز بیوانرژی بریستول می گوید: «ما آبشاری از ۶ پیل سوختی میکروبی داریم. ادرار وارد اولین پیل می شود و سپس مرحله به مرحله از تمام پیل های سوختی می گذرد. انرژی تولید شده از طریق این پیل ها به رایانه منتقل می شوند و می توان به کمک دستگاه، مقدار ولتاژ برق تولید شده را دید.» جشنواره موسیقی گلاستونبری انگلستان فرصت خوبی برای آزمایش نتیجه این تحقیقات در مقیاسی گسترده بود. به این ترتیب در سالهای ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ میلادی تیم هایی از مرکز بیوانرژی بریستول توالتهایی در محل برگزاری جشنواره نصب کردند. پیل های سوختی میکروبی نیز در همان محل نصب شدند. در این جشنواره که به مدت ۵ روز برگزار می شد حدود ۱۷۵ هزار نفر حضور داشتند. به محض جمع آوری ادرار شرکت کنندگان جشنواره، پیل های سوختی میکروبی شروع به کار کردند و چراغ های همان توالتها از برق تولید شده توسط این پیل ها روشن شدند. پروفسور یوهانس ایروپولوس، مدیر مرکز بیوانرژی بریستول می گوید: «ما این فناوری را آزمایش کردیم؛ با ابزاری مانند شارژ موبایل ها و با نصب پیل ها در محل ادرار. آزمایش ها نشان داد که امکان تولید انرژی به این شیوه حتی در محیطی دور از آزمایشگاه نیز بخوبی امکان پذیر است. به این ترتیب می توان گفت این سیستمی خودکفاست و می توان آن را در اردوگاه پناهندگان، در محله های فقیرنشین، در سکونتگاههای غیررسمی و هر جایی که هیچ زیرساخت و هیچ شبکه ملی وجود ندارد، به اجرا گذاشت.» او می افزاید: «فناوری استفاده از ضایعات تغذیه برای تولید انرژی یک فناوری فوق العاده است زیرا ماده اولیه آن به فراوانی وجود دارد و در این باره هیچگاه کمبودی احساس نخواهد شد. این فناوری به سوختهای فسیلی یا چیز دیگری نیاز ندارد. تنها چیزی که نیاز دارد زباله های انسانی است که به عنوان منبع تامین الکتریسیته استفاده خواهد شد.» از آنجا که پیل های سوختی میکروبی ابزاری ارزان قیمت هستند، انتظار می رود استفاده از این سیستم بسرعت گسترش یابد. قرار است امسال از این روش تولید انرژی با همکاری سازمانهای بشردوستانه ای همچون آکسفام، در مناطقی از قاره آفریقا استفاده شود.

مقاومت تماسی

معمولا تماس بین لایه ها در دیواره های مرکب یک تماس کامل و ایده آل نبوده و بدلیل زبری سطح لایه ها، سطح واقعی تماس بسیار کمتر از سطح اسمی آن می باشد.بدین ترتیب انتقال حرارت عملا از مساحت کمتری صوت می پذیرد. این موضوع در شکل زیر نشان داده شده است.

مقاومت تماسی باعث افت دما در محل تماس دو لایه می شود. مقاومت تماسی به زبری سطوح در حال تماس بستگی داشته و معمولا از طریق اندازه گیری های آزمایشگاهی بدست می آید. در جداول زیر نمونه هایی از مقادیر مقاومت تماسی نشان داده شده است:

فیلتر الکترونیکی

فیلتر الکترونیکی، مداری است که از آن برای حذف محدوده فرکانسی خاص یا برای عبور محدوده فرکانسی خاص استفاده می شود. به منظور بهبود کیفیت الکتریسیته و در دسترس داشتن منابع تغذیه الکتریکی، انواع مختلف فیلتر به کار برده می شود. در فیلتر های الکترونیکی ترکیب اجزای الکترونیکی از قبیل سلف، خازن، مقاومت و … به کار می رود. کیفیت توان بهتر، ضامن صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی و هزینه خواهد بود و ازطرفی افزایش بازده تجهیزات الکتریکی و افزایش طول عمر تجهیزات الکترونیکی حساس را به همراه خواهد داشت.

سلف ها در فرکانس های پایین اتصال کوتاه و در فرکانس های بالا اتصال باز هستند و خازن ها برعکس در فرکانس های پایین اتصال کوتاه و در فرکانس های بالا اتصال باز هستند از همین خاصیت برای ساخت فیلتر ها استفاده می شود. فیلتر ها از نظر مداری به دو گروه اکتیو و پسیو تقسیم می شوند. آن دسته از مدارات که دارای منبع تغذیه هستند را اکتیو و دسته ایی را که بدون تغذیه هستند و فقط با المان های سلف و خازن و مقاومت بسته می شوند پسیو می نامند. این فیلترها توسط عناصر RC, RL یا RLC ساخته شده اند.ضریب کیفیت Q‌ اندازه ای است که برای توصیف ساده فیلترهای میان گذر یا میان نگذر استفاده می شود. وقتی گفته می شود فیلتری ضریب کیفیت بالایی دارد به این معنی است که دامنه فرکانس های با پهنای باند کم برابر با فرکانس میانی است. فیلترها به طور کلی به اقسام زیر تقسیم می شوند: 1) فیلتر پایین گذر (Low Pass Filter , LPF ) 2) فیلتر بالا گذر (High Pass Filter , HPF) 3) فیلتر میان گذر (Band Pass Filter , BPF) 4) فیلتر میان نگذر ( Band Stop Filter , BSF)

فیلتر L: از دو عنصر، یکی به طور سری و دیگری به طور موازی تشکیل شده است.

فیلتر T: پیکربندی سه عنصره در فیلترهای نوع T می تواند فیلترهای پایین گذر، بالا گذر، میان گذر یا میان نگذر را بسازد.

فیلتر π: پیکربندی سه عنصره در فیلترهای نوع T می تواند فیلترهای پایین گذر، بالا گذر، میان گذر یا میان نگذر را بسازد.

خوردگی در اثر جریان سرگردان

بدترین خوردگی که برای فلزات کار گذاشته شده در خاک بوجود می آید، در محل هایی است که جریان های الکتریکی سرگردان وجود دارد . مقاومت ویژه خاک ها حتی وقتی دارای آب باشند زیاد است، بنابراین جریان های الکتریکی داخل زمین از طریق فلزات کارگذاشته شده درخاک که مقاومت کمی دارند عبور خواهد کرد . جریان سرگردان زمانی می تواند موجب خوردگی لوله گردد که از یک قسمت از لوله وارد و از قسمت دیگر آن تخلیه شود و در حقیقت مدار جریان کامل گردد . نقطه ورود جریان سرگردان کاتد و نقطه خروجی، آند پیل خوردگی خواهد گردید .

از منابع ایجاد جریان سرگردان می توان به موارد زیر اشاره کرد: - وجود سیستم حفاظت کاتدی در لوله های مجاور لوله مورد تهاجم - استفاده از جریان مستقیم در عملیات حفاری - عملیات جوشکاری با استفاده از جریان مستقیم سیستم های قطار برقی زیر زمینی و نظایر آنها و همچنین میدان مغناطیسی زمین در اطراف لوله تهاجم نیز تاثیر گذاشته و اختلال ایجاد می کند. جریان های سرگردان در 3 دسته زیر طبقه بندی می شوند: 1- جریان های مستقیم 2- جریان های متناوب 3- جریان های تلوریک ( Telluric )

خوردگی جریان های مستقیم : به طور معمول جریان های سرگردان مستقیم ، دارای 3 منبع هستند ایستگاه های حفاظت کاتدی ، سیستم های حمل ونقل و معدنی ، خطوط انتقال برق فشار قوی که در این میان سهم اصلی متعلق به سیستم های حفاظت کاتدی است. مشکل اصلی در طراحی سیستم های حفاظت کاتدی ، وجود تقاطع خطوط لوله و سازه های فلزی می باشد که غالبا در زمان طراحی به علت عدم آشنایی با محیط کار و یا عدم پیش بینی های لازم توسط طراح ، جریان های سرگردان و تداخل در نظر گرفته نمی شوند و به همین دلیل نتایج محاسبات تئوریک و آنچه که در عمل اتفاق می افتد متفاوت بوده و همچنان معضل خوردگی در این قسمت ها وجود داشته و با تاثیر سوء، تداخل به صورت تصاعدی رشد می نماید.بحث ایستگاه های حفاظت کاتدی با دو حالت مختلف مطرح می گردد: 1- وجود لوله بیگانه در نزدیکی حفره آندی 2- تقاطع با لوله و خطوط محافظت شده

جریان متناوبAC : شبکه هوائی انتقال برق متناوب ( فشار قوی) برخی مشکلات را بر روی خطوطه لوله ایجاد نموده است . این مشکلات در جائیکه خطوط لوله در مسیر عبور خود با خطوط هوائی انتقال برق متناوب( فشار قوی بیش از 110 کیلو وات) تقاطع داشته یا به صورت موازی در کنار یکدیگر قرار گرفته باشند ظاهر می شوند. در صورتیکه کابل زیرزمینی با ولتاژ بالا از کنار سازه عبور کند ، لوله توسط تداخلAC باردار شده و همزمان با عبور جریان متناوب از کابل مقداری از جریان از طریق زمین به لوله منتقل می شود و پس از گرفتن جریان توسط لوله در جای دیگری از لوله خارج می شود. جریان متناوب در کابل ایجاد شار مغناطیسی درهوا یا زمین می کند که این شار باعث تولید جریان و ولتاژ متناوب در خط لوله می شود . همچنین در نواحی از لوله که در محدوده میدان الکترومغناطیسی انتقال برق قرار دارند در صورتی که لوله به زمین وصل شود . بار خازنی بزرگی درلوله ایجاد می شود. به نظر می رسد اینگونه تداخل در لوله های بدون پوشش اتفاق نمی افتد .عوامل موثر در میزان تداخل جریان در اثر برق متناوب به صورت زیر خلاصه می شود: 1- ولتاژ خط انتقال برق فشار قوی 2- نسبت هندسی خط لوله و کابل های هوائی 3- فاصله بین خط لوله و سیستم برق فشار قوی 4- مقاومت و کیفیت پوشش لوله 5- مقاومت خاک اطراف لوله 6- تعداد تقاطع و طول مسیر موازی خط لوله خطوط انتقال نیرو

10 نیروگاه خورشیدی برتر جهان

انرژی خورشیدی منحصر به‌ فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین است. در زیر به معرفی 10 مورد از بزرگترین نیروگاههای خورشیدی جهان می پردازیم.

1- Tengger Desert Solar Park - چین - مساحت: 43 کیلومتر مربع - ظرفیت نیروگاه : 1547MW

  گزارش کامل در  ادامه مطلب

حفاظت (Loss of Mains (LOM

مفهوم (Loss of Mains (LOM یک اصطلاح عمومی مرتبط با فرآیند تشخیص اتوماتیک است که درون یک تجهیزات حفاظت و کنترل ژنراتور جاسازی شده است که توانایی تشخیص تغییر و از دست دادن منبع تغذیه / شبکه است و حفاظت را برای ژنراتوری که به شبکه متصل است و تامین کننده توان است فراهم می کند. خطای شاهخط(mains) در یک بخش از سیستم شبکه توزیع می تواند منجر به جداشدن یک بخش (معمولا به عنوان جزیره شناخته می شود) از شبکه توزیع شود.این جزیره می تواند شامل هرچیزی از تعداد کوچکی از مشترکین فشار ضعیف تا بخش وسیعی از کشور باشد.اما مهمتر از همه، این جزیره باید شامل تعدادی ژنراتور باشد که اغلب شبیه به یک تولید کننده نیرو(همچنین به عنوان توزیع شده شناخته می شود) می باشد.

چرا تشخیص (Loss of Mains (LOM مورد نیاز است؟ نکته اصلی این است که از دست دادن شاهخط ممکن است تاثیری بر ژنراتور داخل جزیره نداشته باشد.اگر بار متصل شده افزایش یابد و از توان ژنراتور فراتر رود، این مجموعه ممکن توسط رله افزایش بار یا رله افت فرکانس تریپ داده شود.فقط در صورتی تغذیه شاهخط برمی گردد، که ژنراتور در حال اجرا باشد، و مشکلی که ایجاد می شود این است که اگر تغذیه ای که مجددا به ژنراتور متصل می شود بدون سنکرون سازی انجام شوددو موضوع جداگانه وجود دارد: خسارت به ژنراتور درنتیجه اشتباه در سنکرون سازی بالا وصل ژنراتور به تجهیزات بدون اطلاع قبلی که باعث ایجاد خطر برای کارکنان خدماتی می شود که انتظار دارند برق قطع باشد.آسیب بیشمار به تجهیزات مشترکین که درنتیجه تنظیم نبودن منابع تغذیه صورت میگیرد. بنابراین ترکیبی از حفاظت از ژنراتور و حفاظت از تجهیزات وجود دارد. بنابراین حفاظت L.O.M. در شبکه توزیع بریتانیا با کد (DC) الزامی است و به طور خاص توسط صنعت تولید و تنظیم برق واجد شرایط است که معمولا به عنوان «G59» و «G83» شناخته می شود. هر گونه ژنراتوری که باید به شبکه توزیع متصل شود، لازم است تا مطابق با DC باشد و منطبق با G59 یا G83 باشد.

در زیر رله حفاظت LOM برند دایف (ِDEIF) محصول کشور دانمارک را مشاهده می کنید

سیستم زمین تجهیزات الکترونیکی حساس

در تمامی تاسیسات الکتریکی بخصوص تاسیسات فشار قوی ، زمین کردن یکی از مهمترین و اساسی ترین اقداماتی است که برای رفاه و سلامتی و اصولا ادامه زندگی اشخاصی که به نحوی با این تاسیسات در تماس هستند صورت می گیرد. سیستم های الکترونیکی که بایستی سیستم گراند را برای آنها طراحی نمود از یک مدار الکترونیکی با محفظه و کابینت مجزا تا یک مجموعه‌ی وسیع و پیچیده از تجهیزات و کنسول‌های توزیع شده در یک محدوده‌ی فیزیکی وسیع را شامل می شود که بر این اساس نیازمندیهای گراندینگ و روشهای زمین کردن این سیستم ها متفاوت خواهند بود.

معیار تفکیک و تمییز دادن انواع مختلف سیستم های الکترونیکی به منظور طراحی سیستم گراند، بررسی دو موضوع، یکی وضعیت تغذیه و انرژی ورودی این سیستم ها و دیگری چگونگی اتصال آنها به یکدیگر می باشد. بر اساس این دو موضوع، سیستم های الکترونیکی به 5 زیرگروه زیر تقسیم می شوند :1- سیستم ایزوله ( Isolated) 2- سیستم گروهی ( Clustered) ۳- سیستم توزیعی (Distributed ) 4- سیستم چندگانه توزیعی ( Multiple-distribute ) 5- سیستم مرکزی قابل توسعه (Central with extensions

1- سیستم ایزوله : سیستمی است که همه‌ی تجهیزات فرعی به‌صورت متمرکز داخل یک محفظه (Enclosure) جمع شده‌اند و تنها یک منبع تغذیه‌ی منفرد به این سیستم انرژی می دهد. این سیستم هیچ‌گونه تبادل سیگنال و قدرتی با سایر تجهیزات زمین شده ندارد و تنها یک اتصال گراند برای محافظت پرسنل یا صاعقه در این سیستم تعبیه می گردد. 2- سیستم گروهی : سیستم گروهی دارای چند جزء از جمله رک های تجهیزات (Equipment racks)یا کنسول‌های قرار گرفته در یک محدوده می باشد.سیستم‌های گروهی معمولی شامل مینی کامپیوترها، سیستم های استریوی صوتی، داده پردازهای متوسط و نیز پردازنده‌های چندجزئی می باشند. 3- سیستم توزیعی : عبارت از سیستمی است که اجزا و عناصر آن‌ها به‌صورت فیزیکی از هم جدا هستند و از طریق پریزها و فیدرهای جداگانه و یا از فازهای مختلف یک سیستم سه فازه و یا حتی از ترانسفورماتورهای توزیع مختلف تغذیه می شوند. 4- سیستم های توزیعی چندگانه : این سیستم ها نیز شبیه سیستم های توزیعی می باشند و تنها تفاوت آن‌ها در این است که معمولاً چند سیستم در یک محیط و به‌طور هم‌زمان کار می کنند. یک روش تشخیص سیستم های توزیعی چندگانه این است که آنها نوعاً یک ریسک بالای تداخل با یکدیگر را موجب شده و قابلیت جذب نویز بیشتری را از یکدیگر و از محیط بیرون دارند. بنابراین علاوه بر نیازمندی های گراندینگ شبیه سیستم های توزیعی، شیلدینگ و فیلترینگ اضافی نیز جهت به حداقل رساندن تداخل این سیستم ها ضروری می باشد. ۵- سیستم مرکزی قابل توسعه : وجه تمایز این سیستم نسبت به سیستم‌های گروهی و ایزوله این است که تمامی عناصر و اجزای سیستم از بخش مرکزی به مسافت‌های فیزیکی طولانی منشعب شده‌اند. از طرفی وجه تمایز این سیستم با یک سیستم توزیعی این است که اجزای منشعب شده در این سیستم، قدرت خود را از قسمت مرکزی می گیرند.

برخورد صاعقه با هواپیما

هر هواپیمای مسافربری در حال پرواز به طور میانگین دست کم یک بار در سال مورد اصابت آذرخش قرار میگیرد و مسافران هنگام رخ دادن این اتفاق به ندرت متوجه موضوع میشوند و این تا حدودی به این علت است که بدنه آلمینیومی هواپیما بار الکتریکی را به طور بی خطری از نقطه ورود تا خروج هدات میکند . در اثر برخورد ممکن است سرنشینان هواپیما تکان های کوچکی را حس کنند. افرادی که پرواز های صبح زود را انتخواب میکنند کمتر با این برخورد ها مواجه میشوند زیرا در پرواز های صبح احتمال برخورد صاعقه با هواپیما کمتر از ساعات دیگر روز است.

زمانی که شما در داخل کابین هواپیما هستید؛ برخورد صاعقه با هواپیما هیچ خطری نخواهد داشت. زیرا شما هیچ تماسی با بدنه فلزی هواپیما ندارید؛ بنابر این هیچ خطری از سوی صاعقه های احتمالی که با بدنه هواپیما برخورد می کنند، مسافران را تهدید نمی‌کند. نیروی الکتریکی وارد شده به بدنه هواپیما به هر میزان هم که قوی باشد از بدنه فلزی خارج شده و بر اساس طراحی انجام شده امن هواپیماها، به هیچ عنوان به داخل کابین منتقل نمی شود. بهترین توصیه برای شما در زمان پرواز هواپیما در شرایط طوفان و رعد و برق، بستن چشم ها و گوش کردن به یک موسیقی ملایم یا تماشای یک فیلم جذاب است.