دسته: فناوری

از توربین بادی چه می دانید؟

از توربین بادی چه می دانید؟ | انرژی بادی در حال حاضر بیشترین میزان رشد منبع انرژی در جهان را دارد. در طول 10 سال گذشته، ظرفیت استفاده از انرژی بادی در سراسر جهان، به بیش از 28 درصد در سال افزایش یافته و منجر به تولید ظرفیت چیزی حدود 48000 مگاوات شده است، که برای حدود میانگین 16 میلیون خانه آمریکایی کافی بود.

در ژانویه سال 2005، آلمان با نصب 16600 مگاوات تاسیسات بادی در این حوزه به رهبر جهان تبدیل شد، پس از آن اسپانیا با 8300، ایالات متحده با 6700، دانمارک با 3100، هند 3000، ایتالیا با 1100، هلند با 1100، انگلیس با 900، ژاپن با 900، و چین با 800 در رده های بعدی قرار می گیرند. گرچه انرژی بادی تنها 0.6 درصد از تقاضای جهانی برق امروزه را تامین می کند، اما این سهم به سرعت در حال افزایش است.

هزینه تولید انرژی بادی به طور چشمگیری از اوایل دهه 80 به بیش از 30 سنت بر کیلووات ساعت (به ازای هر کیلووات ساعت) کاهش یافته است. با وجود پیشرفت های تکنولوژیکی، هزینه تمام شده انرژی بادی به علت افزایش قیمت فولاد، بتن و حمل و نقل در سراسر جهان، که به تدریج در گذشته به افزایش قیمت توربین های بادی منجر شده، افزایش یافته است. افزایش زیاد هزینه های گاز طبیعی و دیگر سوخت های فسیلی، برق تولید شده از باد را با سوختی ارزان تر نسبت به آنها تبدیل کرده است.

چند نوع توربین بادی وجود دارد؟

شواهد قابل توجهی وجود دارد که نشان می دهد ، قدمت ماشین های بادی اولیه به بیش از 2000 سال پیش در چین می رسد، اما هیچ مدرکی برای اثبات این حدس و گمان وجود ندارد. با این حال شواهد کتبی قابل توجهی وجود دارد که نشان می دهد، آسیاب بادی در ایران در 900 سال بعد از میلاد و شاید در اوایل سال 640 میلادی مورد استفاده قرار گرفته است.

در این نوع آسیاب ها شفت عمودی مرکز به یک سنگ آسیاب وصل شده و تیرهای یا بازوها افقی به شفت بالای سنگ آسیاب متصل شدند. دسته های نی به صورت عمودی در انتهای بیرونی بازوها به عنوان بادبان عمل می کنند، که شفت را هنگام وزیدن باد می چرخاند. شکل دور آن جهت دار است به طوری که باد از بخش باز آن وارد شده و بادبان را در جهت باد به چرخش در می آورد.

بخش بسته این ساختار بادبان ها را از باد بر روی مسیر خلاف جهت باد محافظت می کند. کاربردهای اصلی این ماشین ها آسیاب کردن غلات یا پمپ کردن آب بوده و به آسیاب های بادی معروف اند. توربین های بادی امروز شاید بسیار متفاوت از نمونه های اولیه باشند، اما ایده اصلی همان استفاده از انرژی باد برای تولید انرژی است. ماشین های بادی مدرن، که به نام توربین های بادی شناخته می شوند، در مقایسه با آسیاب های بادی قدیمی تر که معمولا چند پره تخت یا کمی منحنی شکل دارند تعداد کمی از پره های هوابر(airfoil) دارند.

اگر چه پیکربندی های مختلفی از توربین های بادی وجود دارد، بیشتر آنها را می توان به عنوان توربین های بادی با محور افقی (HAWTs) که پره هایی در اطراف محور افقی موازی با باد دارند، یا توربین های بادی با محور عمودی (VAWTs) که پره هایی که در محور عمودی چرخانده می شوند طبقه بندی کرد. ویژگی های اصلی این پیکربندی ها این است که هر دو آنها شامل اجزای اصلی مشابه اند، اما جزئیات این اجزاء به طور قابل توجهی متفاوت هستند.

بنا به نظر متخصصین استفاده از اصطلاحات “افقی” و “عمودی” برای طبقه بندی توربین های بادی فقط باعث سردرگمی می شود. اگرچه در حال حاضر به شفت پیش برنده که روی آن نصب شده است اشاره می کنند، در گذشته این اصطلاحات به سطحی اشاره داشت که در آن روتور چرخانده می شد.

بدین ترتیب، آسیاب بادی پمپ کننده آب چند پره ای اکنون به عنوان یک ماشین با محور افقی شناخته می شود، که یک روتور داشته که در یک صفحه ی عمودی می چرخیده و در نتیجه به یک نقطه به عنوان آسیاب عمودی شناخته می شده است. به همین ترتیب، نخستین آسیاب های بادی، روتورهایی دارند که در یک صفحه افقی قرار گرفته اند و به عنوان آسیاب های بادی افقی شناخته می شوند.

همانطور که در بالا اشاره شد توربین های بادی پیکربندی های بسیار متفاوتی دارند. هر پیکربندی مجموعه ای از نقاط قوت و ضعف خود را دارد. توربین های بادی افقی معمولا تمام تجهیزات رشته ای پیش بردن خود را (انتقال، ژنراتور و هر ترمز شفت) در یک محفظه موتور یا محفظه نصب شده در برج دارد. پره های آنها به علت جاذبه تحت فشارهای چرخه ای قرار می گیرند و روتورهای آنها باید جهت دار شوند(از مسیر خود منحرف شوند) تا پره ها با توجه به باد هماهنگ شوند.

توربین بادی عمودی چه تفاوتی با توربین بادی افقی دارد؟

توربین های بادی عمودی به راحتی در برج های بلند قرار بگیرند تا به باد قوی تر که معمولا در ارتفاع های بالاتر یافت می شود دسترسی پیدا کنند. رایج ترین نوع توربین های بادی افقی مدرن ماشین نوع پروانه ای است این ماشین ها به طور کلی بر اساس جهت روتور (خلاف جهت باد یا در مسیر باد برج)، اتصال پره ها به شفت اصلی (ثابت یا لولادار)، روش کنترل حداکثر قدرت (طول یا پره کامل یا جزئی) و تعداد پره ها (به طور کلی دو یا سه پره).

از طرف دیگر، توربین های بادی عمودی اغلب بیشترین پیشرانه خود را بر روی زمین انجام می دهند؛ پره های آنها تنش های گرانشی چرخه ای را تجربه نمی کنند و نیازی به جهت گیری با باد ندارند. با این حال، پره های آنها به علت چرخش به دلیل بارگیری آیرودینامیکی متناوب شدید هستند و نمی توانند به راحتی در برج های بلند قرار بگیرند تا بتوانند از بادهای قوی تر در ارتفاع استفاده کنند.

رایج ترین نوع توربین های بادی عمودی مدرن توربین های داریوس( Darrieus) با پره های منحنی، ثابت و توربین های “H” یا “جعبه” با پره های ثابت مستقیم است. تمام این توربین ها برای کنترل حداکثر قدرت، بر پایه پره (از دست دادن بالابردن و افزایش کشیدن با افزایش زاویه پره) متکی هستند. اگر چه هنوز تعداد کمی از تولیدکنندگان توربین های بادی عمودی وجود دارد، اکثریت قریب به اتفاق تولید کنندگان توربین بادی تلاش خود را برای توسعه توربین های بادی افقی (و معمولا بزرگتر) انجام می دهند.

با وجود آنکه سوخت برای توربین های بادی آزاد است، هزینه اولیه توربین بادی از هزینه انرژی آن توربین بسیار بیشتر است. برای به حداقل رساندن این هزینه، طرح های توربین بادی باید برای سایت ها یا محیط بادی خاص که در آن کار می کنند بهینه سازی شود. روش های آزمایشی و خطا هنگامی که برای طراحی و یا بهینه سازی توربین ها، به ویژه آنهایی که بزرگتر هستند، بسیار گران و وقت گیر هستند.

توربین بادی بزرگ بهینه سازی شده را می توان با هزینه معقول توسعه داد تنها در صورتی که طراحان بتوانند عملکرد ماشین های مفهومی را با دقت پیش بینی و مدل سازی را برای بررسی اثرات جایگزین های طراحی استفاده کنند. در طول دو دهه گذشته، تکنیک های متعددی برای پیش بینی دقیق عملکرد دینامیکی و ساختاری دینامیکی توربین های بادی طراحی شده است. این مدل های تحلیلی به طور کلی تابع تقریب های ساده نیستند، اما باید با استفاده از کدهای کامپیوتری با پیچیدگی های مختلف حل شوند. تعدادی از این مدل ها در زیر خلاصه شده است.

مشکلات توربین های بادی

یکی از بزرگترین مسائل زیست محیطی که صنعت باد با آن مواجه بوده است، مسئله مرگ و میر پرندگان در اثر برخورد با توربین های بادی است. نگرانی ها در مورد این مسئله، عمدتا به دلیل مرگ و میر نسبتا زیاد پرندگان در مزارع باد آلتامونت شرق سان فرانسیسکو، کالیفرنیا است که در دوره زمانی 1980تا1985 رخ داد.

ده ها مطالعه برای بررسی این موضوع در طول 20 سال گذشته انجام شده است. سینکلر و موریسون مطالعات اخیر آمریکا را مرور کلی کرده اند. یک نتیجه از مطالعات پاس آلتامونت این است که وضعیت این ناحیه بدترین سناریو است، به دلیل بخشی از موقعیت بد و همچنین وجود خطوط برق اضطراری که منجر به کشته شدن تعداد زیادی از پرندگان با وسایل الکتریکی شده است. کلسن و ولف خلاصه ای از راه هایی را برای به حداقل رساندن تاثیر مزارع باد بر روی پرندگان ارائه می کنند. از جمله توصیه های ویژه آنها عبارتند از:

• اجتناب از راهروهای مهاجرت پرندگان و مناطقی با تراکم یاد سکونت پرندگان (زیستگاه های کوچک و یا مناطق پرواز)
• استفاده کمتر از توربین های بزرگتر
• به حداقل رساندن تعداد سایت های ایمن در برج های توربین
• عبور دادن خطوط برق از زیر زمین
• انجام مطالعات برای کاهش نگرانی نسبت به سایت های خاص

با وجود مشکلات پیش رو در مورد با پرندگان در پس آلتامونت( Altamont Pass)، تاثیر انرژی باد بر روی پرندگان نسبت به دیگر منابع مرتبط با انسان در مرگ و میر پرندگان بسیار پایین است. به نظر کمیته ملی هماهنگی باد (NWCC)، برخورد پرندگان با توربین های بادی باعث مرگ تنها 0.01 تا 0.02 درصد از تعداد همه پرنده های کشته شده در برخورد با سازه های ساختمانی در سراسر آمریکا در سال 2001 بوده است.

با مقایسه کردن برآورد آنها تقریبا هر توربین در سال باعث مرگ دو پرنده می شود که در مقایسه با سناریویی که در آن 100 درصد برق آمریکا توسط باد فراهم می شود (و با در نظر گرفتن یک توربین با اندازه 1.5 MW)، برآورد مرگ و میر ناشی از برخورد با توربین های بادی 0.5تا1 درصد از تمام مرگ و میر پرندگان ناشی از برخورد با سازه ها است. در مقابل، برخورد پرنده با ساختمان ها و پنجره ها حدود 55 درصد از علت مرگ پرنده را تشکیل می دهند، و برخورد با وسایل نقلیه، خطوط برق و برج های ارتباطی حدود 17 درصد در آمار مرگ پرندگان سهم دارند.

به طور غیر مترقبه ای تعداد زیادی خفاش توسط بعضی از مزارع باد در شرق آمریکا کشته شدند. صنعت باد به حفاظت بین المللی از خفاش ها، سرویس ماهی و حیات وحش آمریکا و آزمایشگاه ملی انرژی های تجدید پذیر پیوسته است تا این مشکل را شناسایی کرده و راه های کاهش این مرگ ها را پیدا کند. چندین شرکت انرژی بادی بخشی از کمک های مالی را برای تلاش مشترک ارائه می دهند که شامل استخدام یک متخصص زیست شناسی تمام وقت برای سه سال تلاش های تحقیقاتی است. تلاش برای حل این مسئله همچنان در حال انجام است.

10 باور غلط درباره باتری موبایل

10 باور غلط درباره باتری موبایل | باتری و شارژر از جمله وسایلی هستند که به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی اکثر ما تبدیل شده اند. گاهی اوقات هیچ چیز به اندازه اینکه تلفن واجبی داری و درست همان موقع شارژ موبایلت تمام می شود، باعث به هم ریختن و عصبانی شدن ما نمی شود. ماندگاری شارژ باتری آنقدر برای بعضی از ما مهم است که حاضریم برای تلفن همراهی که باتری قوی تری دارد تا چندین برابر پول بیشتری پرداخت کنیم.

از آنجایی که هر چقدر باتری ظرفیت بالاتری داشته باشد باز هم کم است، پاور بانک هم می خریم تا تحت هیچ شرایطی گوشی بدون شارژ نداشته باشیم. بعضی از افراد برای اینکه طول عمر باتری تلفن همراهشان بیشتر شود کارهای عجیب و غریبی می کنند. اما موضوع این است که هر چیزی که درمورد بیشتر کردن طول عمر یک باتری گفته می شود، لزوما درست نیست و خیلی از این باورها غلط هستند. در ادامه با 10 باور غلط درباره باتری موبایل آشنا می شویم.

1- باتری حافظه دارد

بعضی از افراد فکر می کنند که باتری موبایل حافظه دارد. بر اساس همین فکر تصور می کنند اگر جور خاصی از باتری استفاده کنند آن را تربیت کرده اند و دیگر این باتری تا آخرش عمرش همانطور که تربیت شده رفتار می کند. حتما دیده اید که بعضی از افراد می گذارند تا باتری کاملا خالی خالی شود و تا پر نشده باشد هم آن را از برق در نمی آورند. جنش باتری های تلفن همراه از نوع یون لیتیم است که جز خانواده باتری‌ های قابل شارژ محسوب می شود. این نوع از باتری های زمانی که تخلیه می شوند، یون‌های لیتیم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت رفته و در زمان شارژی این مسیر برعکس است.

باتری‌های یون لیتیم بالاترین چگالی انرژی را دارند. چگالی آنها دو برابر انرژی باتری های قدمی است که به نیکل-کادمیم شناخته می شدند. اگر آنها را با نسل های قدیمی تر مقایسه کنیم، تقریبا بین ۳ تا ۵ برابر وزن و حجم کمتری دارند، اما از طرفی نسبت به نسل های قدیمی خود ایمنی آنها پایین است و ممکن است که زود آتش بگیرند. ویژگی خوب این نوع باتری ها این است که به دشارژ کامل نیاز ندارند و بدون اینکه به آنها آسیبی برسد، می توانید از از جریان الکتریکی بالاتر برای شارژ و دشارژ آنها استفاده کنید.

به همین دلیل باتری تلفن همراه را می توانید در هر زمان بدون نگرانی از تاثیر بر روی کارایی آن اثر شارژ کنید. اما به هر حال این باتری ها هم نثل هر چیز دیگری طول عمر دارند و به تدریج از کارایی آنها کم شده و به اصطلاح دیگر شارژ را در خود نگه نمی دارند. برای آنکه باتری بعد از شارژ شدن آسیب نبیند و طول عمر آن کم نشود باتری در آن از مدارهای محافظ هوشمند استفاده شده و زمانی که کاملا پر شد، جریان برق قطع می شود. اکثر باتری‌های لیتیم- یون طول عمر تا سه سال دارند اما در بیشتر موارد تا 18 ماه طول عمر مفید بیشتر ندارند.

2- شارژرهای غیر اصل به باتری آسیب می زنند

اگرچه برخی از شارژرهای غیر اصل کارایی خوبی ندارند و حتی بعضی از آنها شارژ باتری را طولانی تر می کنند اما تا زمانی که شارژر به درستی کار کند به آن آسیب نمی رسانند. بنابراین لازم نیست نگران این موضوع باشید که باتری گوشی شما در صورت استفاده از شارژر غیر اصل خراب خواهد. به خصوص اگر قیمت شارژر اصل برایتان زیاد باشد و قصد نداشته باشید که هزینه زیادی برای یک شارژر پرداخت کنید. البته اگر نوع گوشی شما از نوع فست شارژ است، باید در زمان خرید گوشی غیر اصل دقت کنید که عملکرد آن مثل شارژرهای فست باشد، در غیر این صورت مجبور خواهید بود مدت زمان بیشتری صبر کنید.

3- شارژ تلفن شب تا صبح به باتری آسیب می رساند

این تصور هم نادرست است. تلفن هوشمند از اسمش هم پیداست که هوشمند است. در حال حاضر اکثر تلفن های هوشمند به اندازه کافی هوشمند هستند که بتوانند از زمان شارژ باتری مطلع شوند و شارژ را متوقف می کنند. با این حال ، یک کار هست که می توانید از آن برای افزایش عمر باتری خود استفاده کنید. به جای اینکه تلفن خود را تمام شب شارژ کنید ، سعی کنید بیشتر اوقات آن را بین 40 تا 80 درصد شارژ نگه دارید. با این کار طولانی ترین عمر ممکن باتری تلفن همراه خود را تضمین می کنید. اگر می توانید گاهی آن را کامل شارژ کنید.

4- در زمان شارژ شدن از تلفن خود استفاده نکنید

بعضی از افراد فکر می کنند استفاده از تلفن در زمانی که در حال شارژ است ، تاثیر منفی بر کیفیت باتری می گذارد. چنین چیزی امکان ندارد و تنها در یک صورت امکان دارد و آن زمانی است که از شارژر با کیفیت پایین استفاده کنید. باتری کار خودش را می کند و همانطور که انتظار می رود شارژ می شود، چه از دستگاه استفاده کنید یا استفاده نکنید.

5- خاموش کردن تلفن می تواند به باتری آسیب برساند

حتی کوچکترین حقیقتی در این مورد وجود ندارد. مطمئنا ، اگر تلفن خود را برای مدت طولانی خاموش بگذارید ، باتری تخلیه می شود به هر حال این طبیعت باتری است. اما اگر می خواهید برای مدتی از باتری خود استفاده نکنید و هر چند وقت یکبار گوشی خود را خاموش کنید، اصلا نگران نباشید در صورت تمایل می توانید گوشی را خاموش کرده و در صورت وجود باتری را جدا کنید. خیالتان راحت باشد هیچ آسیبی به باتری نمی رسد. در حقیقت ، برای برخی از دستگاه ها ، یک راه اندازی مجدد ساده می تواند به بازگرداندن عملکرد بهتر باتری هم کمک کند.

6- همیشه قبل از استفاده از تلفن باید همیشه شارژ کامل کنید

بسیاری از مردم فکر می کنند اولین کاری که باید با یک تلفن هوشمند جدید انجام دهند اتصال آن به برق و شارژ 100 درصد آن است. این فقط یک افسانه بیشتر نیست. همیشه یادتان باشد ، باتری های تلفن های هوشمند بین 40 تا 80 درصد بهترین عملکرد را دارند و از آنجا که اکثر تلفن ها با شارژ نصفه تولید می شوند ، به محض اولین باری که در ان سیم کارت می گذارید، بدون نیاز به شارژ می توانید از آن استفاده کنید. اگر برای اولین بار تلفن هوشمند جدید خود را روشن کرده و باتری آن زیر 40 درصد است بهتر است که آن را به فروشنده پس بدهید، زیرا به احتمال خیلی زیاد این باتری بسیار قدیمی است.

7- قرار دادن باتری در فریزر باعث افزایش عمر آن می شود

حدود 20 سال پیش به دلیل نوع باتری ها خیلی زود داغ می شدند و باعث هنگ کردن گوشی می شدند. البته این موضوع فقط در مورد بعضی از گوشی ها درست بود و همه اینطور نبودند. آن زمان رایج بود که برای مدت کوتاهی آن را در فریزر قرار می دادند. بعد این کار کم کم به این ماجرا تبدیل شد که برای طولانی تر شدن طول عمر باتری آن را در فریزر بگذارید.

آن زمان که این کار جواب نداد، هنوز هم جواب نمی دهد. در واقع ، باتری های لیتیوم یون تحت تاثیر گرما و سرما قرار می گیرند. دمای اتاق همیشه بهترین دما برای باتری تلفن هوشمند است. تلفن همراه در زمان استفاده کمی داغ می شود ، بنابراین نیازی به قرار گرفتن در معرض گرمای اضافی نیست و سرما دشمن این نوع باتری هاست.

8- استفاده از اینترنت شارژ باتری را تمام می کند

این حرف درست نیست. تنها کاری که می توانید روی تلفن هوشمند خود انجام دهید ، بازی است. موتورهای گرافیکی تخلیه کننده اصلی شارژ هستند. اگر زیاد از تلفن خود استفاده می کنید و با آن زیاد بازی می کنید ، در حین بازی اگر می خواهید عمر باتری خود را بیشتر کنید، صفحه را تا آنجا که می توانید کم نور کنید. اما اگر می توانید آن بازی را هنگام شارژ انجام دهید ، ادامه دهید و آن صفحه را در روشنایی کامل نگه دارید. این موضوع البته به اینکه از اینترنت استفاده می کنید یا نه هم بستگی دارد. مسلما اگر از طریق یوتیوب ، بازی های آنلاین یا سایر کارهای گرافیکی مشغول تماشای فیلم هستید ، باتری شما سریعتر تخلیه می شود.

9- خاموش کردن Wi-Fi ، بلوتوث و GPS باعث طولانی شدن عمر باتری می شود

این تصور کاملا غلط است. تنها زمانی این نوع سرویس ها باتری را خالی می کنند که از آنها استفاده شود. بنابراین روشن بودن بلوتوث ، هنگامی که از دستگاه بلوتوث استفاده نمی کنید ، بیش از داشتن Wi-Fi هنگام دسترسی به شبکه ، باتری شما را خالی نمی کند. بله ، آنها ممکن است مقدار ناچیزی از انرژی را از باتری شما بکشند ، اما در طول یک روز آن را تخلیه نمی کنند. اگر واقعا نگران دریافت هرچه بیشتر عمر باتری خود هستید ، صفحه خود را کم نور کنید.

10- بعضی از برنامه ها به افزایش عمر باتری شما کمک می کنند

اگر از یک متخصص بپرسید حتما از شنیدن این حرف عصبانی خواهد شد. هیچ برنامه ای نیست که بتواند کاری برای دوام باتری انجام دهد و سیستم داخلی خود گوشی از عهده آن برآید. واقعیت این است که برخی از برنامه نور صفحه شما را کم می کند و یا باعث بسته شدن برنامه های دیگری می شوند که به ظاهر در حال کار نیستند اما در پس زمنیه فعال هستند. اما این برنامه ها به خودی خود کاری برای افزایش طول عمر باتری نمی شود.