حفره مگنترون؛ از رادارهای جنگ جهانی دوم تا اجاق های مایکروویو!(+تصاویر)

یک جعبه فلزی مشکی حاوی اسرار فنی مربوط به واحد تحقیق و توسعه جنگی انگلستان در آن زمان به Bowen سپرده شده بود؛ هدف از این سفر...

عصرایران؛ مجله تصویری سلاح- تا تابستان سال 1940، نزدیک به یک سال می شد که جنگ جهانی دوم آرامش را از اروپای غربی ربوده بود. طی نبرد بریتانیا (از جمله نبردهای مهم در جریان جنگ جهانی دوم که در آن نیروی هوایی آلمان نازی با بمباران مراکز صنعتی و نظامی بریتانیا قصد داشت این کشور را به اشغال خود درآورد)، هواپیماهای نظامی آلمانی نقاط مختلفی از لندن به خصوص مراکز صنعتی را بمباران و همچنین بنادر را محاصره کرده بودند. در همین حال، آمریکایی ها تمام تلاش خود را می کردند تا از جنگ رخ داده دوری کنند.

در این میان فیزیکدانی به نام Edward George Bowen که اهل ولز بود، به همراه جمعی از دانشمندان و افسران نظامی انگلیس به واشینگتن سفر کردند. گفتنی است که یک جعبه فلزی مشکی حاوی اسرار فنی مربوط به واحد تحقیق و توسعه جنگی انگلستان در آن زمان به Bowen سپرده شده بود. هدف از این سفر که رسما تحت عنوان "ماموریت فنی و علمی بریتانیا" شناخته می شد، به اشتراک گذاری اسرار مذکور با آمریکا و کانادا در جهت طراحی و ساخت سلاح های قابل استفاده و سایر تجهیزات نظامی برای تغییر سرنوشت جنگ به شمار می رفت.

بین محتویات جعبه دستگاهی عجیب و غریب وجود داشت: وسیله ای دایره ای شکل با شیارهایی در قسمت لبه ها، لوله هایی نازک و سیم هایی که از بخش انتهایی آن امتداد داشتند. این گجت که اندازه حدودی آن معادل کف دست بود، در واقع یک حفره مگنترون محسوب می شد. حفره مگنترون نوعی لوله الکترونی است که می تواند امواج مایکروویو را تقویت و یا حتی آنها را تولید کند. این روند به واسطه جریان الکترون هایی که توسط یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل می شوند، به راه می افتد. گفته می شود که دستگاه نام برده مهم ترین وسیله در میان دیگر اقلام موجود در جعبه بریتانیا بوده است. با توجه به این موضوع، Bowen در تمام طول مدت سفر توسط افرادی ساکت و در عین حال هوشیار همراهی می شد تا در صورت هرگونه حمله ای از جانب دشمنان، اسرار جعبه به سرعت از بین برده شوند.

اما چگونه چنین دستگاه منحصر به فردی راه خود را به جعبه فلزی باز کرده بود؟ داستان حفره مگنترون به کمی پیش تر از سفر مذکور باز می گردد. واژه مگنترون که ترکیبی از دو کلمه مستقل مغناطیس و الکترون است، در سال 1921 توسط فیزیکدان آمریکایی Albert W. Hull به زبان انگلیسی وارد شد. وی از این واژه در یکی از مطالعات خود با عنوان "تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت بر حرکت الکترون ها بین سیلندرهای هم محور" استفاده کرده بود. در نهایت مگنترون اسپلیت آند Hull در قالب تقویت کننده گیرنده های رادیویی و دستگاه های تولید کننده برق نوسانی کاربرد یافت. پس از آن محققان متعددی تحقیق و آزمایش در مورد این ابراز متمایز را آغاز کردند.

بیشتر بخوانید:

تصاویری کمیاب از جنگ جهانی اول(سال 1914 الی 1916)

دو مورد از عجیب ترین تسلیحات جنگ جهانی دوم! (+تصاویر)

خواندنی هایی درباره جنگ جهانی اول: از ماسک ادرار تا راز سبیل هیتلر!(+تصاویر)

عجیب ترین تانک های تاریخ؛ از پرنده تا ضد حمله هسته ای! (+تصاویر)

طبق تاریخچه تکنولوژی مایکروویو فیزیکدان آمریکایی John Harland Bryant، تا قبل از سال 1940 بیش از 200 مقاله در زمینه مگنترون های اسپلیت آند در سراسر دنیا به چاپ رسید. برخی از آنها نحوه استفاده از اختراع Hull را شرح داده بودند و شماری دیگر متدهای موثر در راستای بهینه سازی طراحی اولیه این دانشمند. این تلاش ها سبب شد تا در سپتامبر سال 1939، دو فیزیکدان برجسته بریتانیایی یعنی جان رندال و هری بوت نیز وارد عمل شوند. آنها به دنبال راهگشایی مسیر جدیدی در حوزه مطالعات مگنترون بودند و در این جهت با هدفی اساسی دست و پنجه نرم می کردند: با توجه به بمباران هواپیماهای آلمانی بر فراز انگلستان، هر موفقیتی در حیطه توانمندی های راداری کشور، بردی مهم محسوب می شد. در زمان آغاز جنگ، بریتانیا مجهز به زنجیره ای از ایستگاه های راداری بود که در طول موج 10 تا 13 متر فعالیت داشتند و همچنین در حال آزمایش رادارهای هوایی با طول موج 1.5 متر بودند. این در حالی است که فیزیکدان انگلیسی بر عملکرد رادارها در محدوده امواج مایکروویو با طول موج 10 سانتی متر یا کمتر و حداکثر قدرت 1 کیلووات جر و بحث می کردند. چنین سیستمی می توانست وضوح تصاویر راداری را بهبود ببخشد، بستر نصب تجهیزاتی سبک تر و همینطور کوچک تر را در هواپیماها فراهم سازد و تاثیر پذیری آنها از مداخله های زمینی را کاهش دهد. مگنترون تنها کلید این ایده بود.

طی دو ماه پس از کلید خوردن اولیه مطالعات، رندال و بوت طرحی ابتدایی برای حفره مگنترون خود ارائه دادند. این طرح متشکل از قطعه ی استوانه ای و فلزی بود که داخل آن یک کاتد از طریق سوراخی مرکزی کار می کرد. آند محیطی نیز دارای یک سری حفرات متقارن بود که به صورت دایره ای در اطراف سوراخ مرکزی آرایش یافته بودند. سطح مقطع این سیستم شباهت زیادی به خان یک هفت تیر کلت داشت که به نظر می رسد الگویی برای برخی از نمونه های اولیه رندال و بوت بوده است. اساس کار این دستگاه بدین ترتیب بوده است: زمانی که نیروی کاتد تامین و میدان مغناطیسی در اطراف دستگاه ایجاد شود، نوسان بارهای الکتریکی در اطراف حفرات منتج به تابش امواج الکترومغناطیسی می شود. هر حفره فرکانس رزونانس خود را می سازد.

تا فوریه سال 1940، رندال و بوت موفق به معرفی پروتوتایپی شدند که طول موج 9.8 سانتی متر در 400 وات را نشان می داد. آنها در آوریل همان سال برای تولید نمونه های با دوام تر که بتوانند آزمایش های کامل تری پشت سر بگذارند، با شرکت خوشه ای چند میلتی جنرال الکتریک قراردادی را منعقد کردند. بیشتر پروتوتایپ ها 6 حفره داشتند اما پروتوتایپ 12 ام مجهز به 8 حفره بود. دقیقا همین پروتوتایپ آخر توسط Bowen به آمریکالی شمالی برده شد.

دولت بریتانیا در لندن در خصوص توانایی راز نگه داری آمریکایی ها دچار شک و تردید شده بود. لازم به ذکر است که ماموریت علمی و فنی بریتانیا توسط هنری تیزارد رئیس هیئت مدیره کمیته مشورتی هوانوردی این کشور هدایت می شد. وی کاملا از دستاوردهای تکنولوژیک بریتانیا در عرصه نظامی آگاه بود اما در عین حال می دانست که امکان تولید صنعتی با توجه به شرایط جنگی حاکم بر کشور وجود ندارد و یا با چالش های بزرگی همراه خواهد بود. به همین دلیل تیزارد نیز با دو مشکل اساسی رو به رو بود: نخست آن که می بایست وینستون چرچیل (نخست وزیر بریتانیا بین سال های 1940 الی 1945 یعنی دوران جنگ جهانی دوم و بار دیگر بین سال های 1951 تا 1955) را متقاعد سازد تا فناوری نام برده را به آمریکایی ها ارائه دهد و در مرحله دوم کنگره آمریکا را در راستای همکاری با بریتانیایی ها راضی کند. از این رو چند هفته پیش از آن که Bowen و بقیه اعضای هیئت همراه به آمریکا سفر کنند، تیزارد به منظور فراهم سازی مقدمات همکاری در واشینگتن مستقر شده بود.

 هنری تیزارد

در ادامه مشخص شد که جلب نظر دانشمندان آمریکایی چندان کار سختی نیز نخواهد بود، زیرا آنها به شدت از مشاهده حفره مگنترون حیرت زده شده بودند. با این حال کمی طول کشید تا مذاکرات لازم با دولت های آمریکا و کانادا برای تعیین شرایط تحقیق، توسعه، تولید و تحویل دستگاه مذکور انجام شود. بدین ترتیب کمیته تحقیقات دفاعی ملی آمریکا به منظور تولید 30 نسخه از دستگاه حفره مگنترون با آزمایشگاه های بل (یکی از آزمایشگاه های علمی معروف در آمریکا که توسط الکساندر گراهام بل تاسیس شد) قرارداد بست.

چندی نگذشته بود که نیروهای آلمانی به عملیات سری انگلیسی ها پی بردند. این عملیات مربوط به فوریه سال 1943 می شود، زمانی که نیروهای بریتانیا در حال بررسی یک سیستم راداری با استفاده از حفره مگنترون بودند.

پس از اتمام جنگ تمام اسرار کنار گذاشته شد و راه برای استفاده تجاری صلح آمیز از این دستگاه باز شد. بدین ترتیب نه تنها حفره مگنترون تبدیل به استاندارد راداری در صنایع حمل و نقل هوایی غیر نظامی شد، بلکه به عنوان قلب اجاق های مایکروویو نیز در سراسر جهان فعالیت خود را آغاز کرد.

چالش ها و تاریخچه

یکی از چالش های اساسی در خصوص ارائه تاریخچه فناوری هایی که برای اهداف نظامی توسعه می یابند، این است که تحقیقات اولیه اغلب به صورت پنهانی انجام می شوند. به همین دلیل معمولا اطلاعات دقیقی به خصوص در دوران جنگ به دست نخواهد آمد و دانسته های موجود بیشتر بر اساس احتمالات هستند تا واقعیت. از طرفی آنچه که به عنوان واقعیت به مردم خورانده می شود نیز وابسته به داستانی است که برای آنها تعریف خواهد شد. برای مثال اگر اولین پیش نویس داستان از جانب طرف برنده نوشته شده باشد، غرور ملی تلاش خواهد کرد جریان جنگ را به سود کشور خود تحریف کند و بدین ترتیب نمی توان با اطمینان کامل تاریخ را روایت کرد.

این موضوع در مورد حفره مگنترون نیز صدق می کند. زمانی که اعضای حاضر در ماموریت علمی و فنی بریتانیا این دستگاه را در سال 1940 به آمریکا بردند، به راستی با ارزش ترین محموله ممکن پا به خاک آن کشور گذاشته بود. با وجود آن که شواهد محکمی در راستای تایید این اختراع توسط رندال و بوت وجود دارد، اما به تازگی ادعاهای رقابتی مختلفی به دست آمده که نشان می دهند طی دهه های 1920 و 30 افراد زیادی در جهان طرح های متفاوتی از حفره مگنترون را آزمایش کرده اند. با توجه به اهمیت این مسئله در سال 2010 یک کنفرانس خبری اختصاصی با هدف بررسی منشا اصلی حفره مگنترون با تکیه بر مقالات دانشمندان و مهندسان اهل جمهوری چک، هلند، فرانسه، آلمان، روسیه و اوکراین برگزار شد.

با وجود آن که رندال و بوت تصور می کردند طرح آنها اولین نسخه از حفره مگنترون است، پژوهش های متعدد نشانگر این موضوع مهم هستند که تلاش های بیشماری در این حیطه صورت گرفته بود و اگر بخواهیم به اولین پیشگام آن اشاره کنیم، باید از آرتور لی سمیوئل (از رهبران هوش مصنوعی و عضو آزمایشگاه های بل) نام ببریم. وی موفق شد در سال 1934 مگنترون چهار حفره خود را ثبت اختراع کند. اما تنها مشکلی که با طرح وی وجود داشت، عدم برخورداری آن از ویژگی های عملیاتی مطلوب و مورد انتظار بود.

در ادامه تلاش های مذکور، دو دانشمند دیگر به نام های N.F. Alekseev و D.D. Malairov  نیز در سال 1937 اقدام به ساخت مگنترون چند حفره ای کردند. اما این اتفاق تا سال 1940 در خارج از اتحاد جماهیر شوروی ناشناخته باقی ماند. مورد بعدی هم مربوط به دانشمندان ژاپنی و موفقیت آنها در طراحی مگنترون هشت حفره ای در سال 1939 می شود که البته به علت کمبود مواد اولیه تولید آن با مشکل رو به رو شد. در واقع حفره مگنترون نمونه ای کامل است که چگونگی پیوند دقیق تکنولوژی و دیپلماسی را نشان می دهد. علاوه بر این با مطالعه تاریخچه دستگاه مورد بحث می توان دریافت که در نهایت جزئیات هیچ سفری حتی فناوری های نظامی در تمامی دوران ها پنهان نخواهد ماند و روزی فاش خواهد شد. حفره مگنترون رندال و بوت نیز از این قاعده مستثنی نبود.

مطالب مجله تصویری سلاح را در این لینک دنبال کنید.

Detection of very high frequency magnetic resonance could revolutionize electronics

January 27, 2020
University of California - Riverside

A team of physicists has discovered an electrical detection method for terahertz electromagnetic waves, which are extremely difficult to detect. The discovery could help miniaturize the detection equipment on microchips and enhance sensitivity.

Terahertz is a unit of electromagnetic wave frequency: One gigahertz equals 1 billion hertz; 1 terahertz equals 1,000 gigahertz. The higher the frequency, the faster the transmission of information. Cell phones, for example, operate at a few gigahertz.

The finding, reported today in Nature, is based on a magnetic resonance phenomenon in anti-ferromagnetic materials. Such materials, also called antiferromagnets, offer unique advantages for ultrafast and spin-based nanoscale device applications.

The researchers, led by physicist Jing Shi of the University of California, Riverside, generated a spin current, an important physical quantity in spintronics, in an antiferromagnet and were able to detect it electrically. To accomplish this feat, they used terahertz radiation to pump up magnetic resonance in chromia to facilitate its detection.

In ferromagnets, such as a bar magnet, electron spins point in the same direction, up or down, thus providing collective strength to the materials. In antiferromagnets, the atomic arrangement is such that the electron spins cancel each other out, with half of the spins pointing in the opposite direction of the other half, either up or down.

The electron has a built-in spin angular momentum, which can precess the way a spinning top precesses around a vertical axis. When the precession frequency of electrons matches the frequency of electromagnetic waves generated by an external source acting on the electrons, magnetic resonance occurs and is manifested in the form of a greatly enhanced signal that is easier to detect.

In order to generate such magnetic resonance, the team of physicists from UC Riverside and UC Santa Barbara worked with 0.24 terahertz of radiation produced at the Institute for Terahertz Science and Technology's Terahertz Facilities at the Santa Barbara campus. This closely matched the precession frequency of electrons in chromia. The magnetic resonance that followed resulted in the generation of a spin current that the researchers converted into a DC voltage.

"We were able to demonstrate that antiferromagnetic resonance can produce an electrical voltage, a spintronic effect that has never been experimentally done before," said Shi, a professor in the Department of Physics and Astronomy.

Shi, who directs Department of Energy-funded Energy Frontier Research Center Spins and Heat in Nanoscale Electronic Systems, or SHINES, at UC Riverside, explained subterahertz and terahertz radiation are a challenge to detect. Current communication technology uses gigahertz microwaves.

"For higher bandwidth, however, the trend is to move toward terahertz microwaves," Shi said.  "The generation of terahertz microwaves is not difficult, but their detection is. Our work has now provided a new pathway for terahertz detection on a chip."

Although antiferromagnets are statically uninteresting, they are dynamically interesting. Electron spin precession in antiferromagnets is much faster than in ferromagnets, resulting in frequencies that are two-three orders of magnitude higher than the frequencies of ferromagnets—thus allowing faster information transmission.

"Spin dynamics in antiferromagnets occur at a much shorter timescale than in ferromagnets, which offers attractive benefits for potential ultrafast device applications," Shi said.

Antiferromagnets are ubiquitous and more abundant than ferromagnets. Many ferromagnets, such as iron and cobalt, become antiferromagnetic when oxidized. Many antiferromagnets are good insulators with low dissipation of energy. Shi's lab has expertise in making ferromagnetic and antiferromagnetic insulators.

Shi's team developed a bilayer structure comprised of chromia, an antiferromagnetic insulator, with a layer of metal on top of it to serve as the detector to sense signals from chromia.

Shi explained that electrons in chromia remain local. What crosses the interface is information encoded in the precessing spins of the electrons.

"The interface is critical," he said. "So is spin sensitivity."

The researchers addressed spin sensitivity by focusing on platinum and tantalum as metal detectors. If the signal from chromia originates in spin, platinum and tantalum register the signal with opposite polarity. If the signal is caused by heating, however, both metals register the signal with identical polarity.

"This is the first successful generation and detection of pure spin currents in antiferromagnetic materials, which is a hot topic in spintronics," Shi said. "Antiferromagnetic spintronics is a major focus of SHINES."

---

Jing Shi is a professor in the Department of Physics and Astronomy at UC Riverside. Credit: I. Pittalwala, UC Riverside.

---

More information: Spin current from sub-terahertz-generated antiferromagnetic magnons, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-1950-4 , https://nature.com/articles/s41586-020-1950-4

Journal information: Nature

Provided by University of California - Riverside

دانلود نامحدود و رایگان کتاب و مقاله

آیا تا به حال نیازمند کتاب داستان، درسی و یا علمی بوده اید؟ تا به حال سایت های مختلف را برای دسترسی به کتاب های مرجع فارسی، انگلیسی، فرانسوی و ... زیر و رو کرده اید؟ تاکنون نیازمند دانلود مقالات علمی، ISI و یا ترجمه آن ها بوده اید؟ اگر پاسخ شما به این سوال ها مثبت است، وب سایت لیب دی ال می تواند همه نیازهای شما را بسیار سریع پاسخ دهد.

لیب دی ال با دارا بودن حدود 30 میلیون جلد کتاب الکترونیکی وب سایتی منحصر به فرد برای دانلود کتاب های الکترونیکی است. کتاب ها به 9 زبان زنده دنیا بوده و تمامی مباحث علمی و فرهنگی را تحت پوشش قرار می دهند. اگر به دنبال کتابی هستید حتما به لیب دی ال سر بزنید. تمامی کتاب ها دارای لینک مستقیم هستند.

اما این همه امکانات لیب دی ال نیست. بوسیله این کتابخانه آزاد، مقالات ISI مورد نیاز خود را بدون هیچ گونه محدودیتی از حدود 30 منبع علمی دانلود نمایید. بعضی از پایگاه هایی که توسط لیب دی ال پشتیبانی می شود عبارتند از: ساینس دایرکت، اشپرینگر، وایلی، IEEE و ...

استفاده از لیب دی ال کاملا رایگان است و نیاز به عضویت ندارد. همین الان به این وب سایت سربزنید و کتابی که نیاز دارید را دانلود نمایید.

http://libdl.ir

دسترسی رایگان به محتوای کلاس های صنعتی شریف

امینی، مدیر آموزش های الکترونیکی صنعتی شریف از راه اندازی سامانه جامع آموزشی این دانشگاه خبر داد. در این سامانه محتوای آموزشی کلاس های دانشگاه شریف به صورت رایگان به اشتراک گذاشته می شود. 

به گزارش سامانه دانشجویان ایران: مدیر آموزش‌های الکترونیکی دانشگاه صنعتی شریف از راه‌اندازی درس افزار آزاد شریف برای دسترسی تمام دانشجویان کشور به محتویات آموزشی این دانشگاه خبر داد.

امینی مدیر آموزش‌های الکترونیکی دانشگاه صنعتی شریف؛ گفت: در گذشته گروهی به نام “مکتب‌خونه” از برخی کلاس‌های درسی دانشگاه فیلمبرداری می کردند و آن را در سایتی با همین نام برای استفاده دیگر دانشجویان قرار می‌دادند.

وی افزود: لذا در یک اقدام جامع‌تر با همکاری گروه مکتب خونه و دانشکده های دانشگاه صنعتی شریف کلیه محتویات آموزشی جمع‌آوری و پالایش و سایت درس افزار آزاد شریف به آدرس ‌ocw.sharif.edu جهت انتشار آزاد این محتویات راه‌اندازی شد.

امینی با بیان اینکه بسیاری از دانشگاه‌های بزرگ و معتبر مثل ام آی تی (MIT) مجموعه محتویات آموزشی خود را به صورت رایگان در اختیار تمام دانشجویان می گذارند، اظهار داشت: دانشگاه صنعتی شریف نیز در راستای ایفای رسالت اجتماعی خود و بر اساس برنامه راهبردی تدوین شده در حوزه آموزش‌های الکترونیکی تصمیم گرفت محتویات آموزشی کلاس‌های درس خود را در قالب فیلم جلسات کلاسی، یادداشت‌های کلاسی، جزوات آموزشی و نمونه تمرین ها از طریق یک وب سایت در اختیار همه دانشجویان و اقشار علاقمند به آموزش‌های دانشگاهی که در هر نقطه از کشور حضور دارند، قرار دهد.

مدیر آموزش های الکترونیکی دانشگاه صنعتی شریف با بیان اینکه آزمایشی بودن نسخه کنونی این سایت از لحاظ فنی است و نه محتوایی، گفت: برای هر درس به تدریج مطالب و محتویات آموزشی کامل تری منتشر می شود و نرم افزار موبایلی آن هم برای نصب روی انواع تلفن های همراه قابل دسترس است. وی از بازدیدکنندگان و استفاده کنندگان این خدمت درخواست کرد که مشکلات احتمالی، نقطه نظرات اصلاحی و پیشنهادات خود را از طریق پست الکترونیکی و یا تلفن در اختیار این مرکز قرار دهند تا امکان ارایه هر چه مناسب‌تر این خدمت با کیفیتی مطلوب‌تر فراهم شود.

روش های نصب استراکچر پنل خورشیدی

یکی از مهم ترین اجزای تشکیل دهنده نیروگاه های تولید برق خورشیدی از نظر هزینه های تمام شده، زیبایی، استحکام و سرعت نصب، به خصوص در پروژه های مقیاس بزرگ، استراکچر یا سازه نگهدارنده پنل های خورشیدی می باشد. انتخاب و اجرای سازه های زیبا، مستحکم و در عین حال مقرون به صرفه جهت نصب و اجرای نیروگاه های خورشیدی، یکی از اساسی ترین مراحل طرح ریزی و اجرا در پروژه های انرژی خورشیدی است.

معمولا از سه روش کلی جهت نصب پنل های خورشیدی استفاده می کنند:

1. پنل با پایه نگهدارنده ثابت: در این روش ابتدا بهترین موقعیت قرارگیری پنل ها را مشخص نموده (که معمولاً در کشور ما رو به جنوب و با زاویه بین 20 الی 30 درجه بسته به منطقه جغرافیایی) و سپس پایه ها را در مکان مورد نظر ثابت می نمایند. این روش ارزانترین روش نصب پنل خورشیدی می باشد.

 2. پنل با پایه نگهدارنده متغییر : در این روش از استراکچرهایی استفاده می شود که قابلیت تغییر زاویه از حدود 10 تا 65 درجه را داشته باشند و با توجه به تغییر زاویه خورشید در فصول متفاوت سال بهترین حالت قرار گیری پنل را مشخص نموده و زاویه قرار گیری پنل را در همان حالت قرار می دهیم. بازده این روش حدوداً تا 20 درصد نسبت به روش ثابت بیشتر است .

3. پایه های دنبال کننده خورشید: این روش خود به دو حالت یک بعدی (حرکت افقی از شرق به غرب) و دو بعدی (حرکت عمودی از پایین به بالا) تقسیم می شود که در هر زمان بهترین حالت قرارگیری پنل ها محاسبه شده و استراکچرها بسته به محور قابل تغییرشان بصورت اتوماتیک در بهترین موقعیت قرار می گیرند. بازده این روش بین 15 الی 30 درصد افزایش می یابد ولی قیمت پیاده سازی آن زیاد است و صرفه اقتصادی ندارد فقط در مکان ها و کاربردهایی که محدودیت فضا و وزن دارند استفاده می شوند .

در سازه نگه دارنده که پنل ها بر روی آنها نصب می شوند باید به دو نکته اساسی توجه کرد:

1. استقامت: سازه باید علاوه بر قابلیت تحمل وزن آرایه خورشیدی، تحمل نیروی ناشی از وزش باد، زلزله و یخ را نیز داشته باشد. بنابراین برای طراحی یک سازه مناسب ابتدا باید اطلاعات هواشناسی شامل قطر یخ و میزان وزش باد را بدست آورد و نیروی ناشی از آنها را تخمین زد و سپس بر اساس آن سازه مناسب را طراحی نمود.

2. جنس: جنس سازه باید مناسب با شرایط محیطی و آب و هوایی باشد. برای این منظور وابسته به شرایط محیطی از مواد مختلفی استفاده می شود که در ذیل به این مواد و خواص آن ها اشاره شده است.

• آلومینیوم: سبک، محکم و مقاوم در برابر پوسیدگی، راحت برای کار کردن، جوشکاری مشکل.

• آهن نبشی: راحت برای کارکردن، جوشکاری مشکل، در صورتی که از آهن گالوانیزه استفاده شود در برابر پوسیدگی مقاوم است در غیر این صورت براحتی زنگ می زند.

• استیل ضد زنگ: قیمت بالا و کار کردن مشکل، جوشکاری مشکل، بسیار مناسب برای محیط های مرطوب و نمکی.

• چوب: ارزان،کارکردن راحت و قابلیت دسترسی آسان، نامناسب برای محیط های مرطوب، برای افزایش طول عمر باید به مواد نگه دارنده آغشته شود.

نکته بسیار مهم که در اینجا باید به آن اشاره نمود، این است که تمام اتصالات پیچ و مهره استفاده شده در سازه و سایر قسمت ها باید از جنس استیل ضد زنگ باشد. همانگونه که در شکل زیر دیده می شود پیچ ها دچار فرسودگی شده اند که این می تواند باعث سست شدن سازه و در نهایت منجر به آسیب دیدن آرایه خورشیدی شود.

مطالب مرتبط

استانداردهای بین المللی تجهیزات سیستم فتوولتائیک

انواع فناوری سلول های خورشیدی

کاربردهای غیر نیروگاهی انرژی خورشیدی

انواع نیروگاه های حرارتی خورشیدی

سیستم برق خورشیدی خانگی و محاسبه تقریبی هزینه آن

تاریخچه انرژی خورشیدی

طبیعت انرژی خورشید

فواره خورشیدی

نسل جدید باتری‌ها، از بین برنده‌ی فقر انرژی در دنیا