تامین گرمای شهرها با انرژی زباله‌سوزی پاک + نمونه‌های پیشتاز

افزایش شهرنشینی و چالش‌های زیست‌محیطی، مدیریت زباله و تأمین انرژی را به مسئله‌ حیاتی در جوامع مدرن تبدیل کرده است. یکی از نوآوری‌های برجسته در این زمینه، استفاده از فناوری انرژی زباله‌سوزی است که از پسماند غیرقابل‌بازیافت انرژی تولید می‌کند و گرمایش و برق ساختمان‌های مسکونی و صنعتی را تأمین می‌کند.

پیشرفت صنعت و افزایش سریع جمعیت در سراسر جهان، مسئله مدیریت زباله را به یکی از چالش‌های جدی و حیاتی تبدیل کرده است و بسیاری از کشورها برای حل این مسئله به استفاده از فناوری‌های نوین در زمینه انرژی زباله‌سوزی (Waste-to-Energy) روی آورده‌اند. پیشینه انرژی زباله‌سوزی به دهه‌ها قبل بازمی‌گردد، زمانی که جوامع محلی در آمریکا، اروپا و آسیا برای مدیریت زباله‌های خود به سوزاندن زباله‌ها به‌عنوان یک راه‌حل روی آوردند.

به گزارش ایمنا، نخستین نیروگاه‌های زباله‌سوزی اوایل قرن بیستم در اروپا و ایالات متحده آمریکا و با هدف کاهش حجم زباله‌ها و تولید انرژی از این فرایند راه‌اندازی شد. با پیشرفت فناوری و افزایش آگاهی درباره مسائل زیست‌محیطی، روش‌های سوزاندن زباله بهبود یافت و استانداردهای زیست‌محیطی سخت‌تری برای آن وضع شد، امروزه انرژی زباله‌سوزی به‌عنوان یک منبع تجدیدپذیر برای تولید برق و گرمای محله‌های شهری در بسیاری از کشورها به‌کار می‌رود و به مدیریت بهینه پسماند و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند.

مفاهیم پایه‌ای انرژی زباله‌سوزی

انرژی زباله‌سوزی به فرایند تولید انرژی از پسماند غیرقابل بازیافت اطلاق می‌شود که شامل سوزاندن زباله در شرایط کنترل‌شده، تولید گرما و در نهایت تبدیل آن به انرژی الکتریکی یا گرمایی است. این روش علاوه‌بر کمک به کاهش حجم پسماند، منبعی مطمئن و پایدار را برای تأمین انرژی در جوامع محلی فراهم می‌آورد.

پسماند جامد شهری و صنعتی شامل مخلوطی از مواد غنی از انرژی همچون کاغذ، پلاستیک، زباله‌های محوطه و محصولات ساخته‌شده از چوب، به‌منظور کاهش حجم پسماند در محل‌های دفن زباله، در نیروگاه‌های زباله‌سوزی سوزانده می‌شود تا به خاکستر و گازهای داغ تبدیل شود. گزارش‌ها نشان می‌دهد که از هر ۴۵ کیلوگرم پسماند حدود ۳۸ کیلوگرم می‌تواند به‌عنوان سوخت برای تولید برق سوزانده شود. کارخانه‌های تبدیل زباله به انرژی، ۹۰۰ کیلوگرم زباله را به خاکستری تبدیل می‌کند که وزن آن بین ۱۳۰ تا ۲۷۰ کیلوگرم است و به این ترتیب حجم زباله را تا حدود ۸۷ درصد کاهش می‌دهد.

انرژی حاصل از سوزاندن به صورت گرمایی است که بخشی از آن به‌وسیله توربین‌های بخار یا بویلرها به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. پیش از سوزاندن، امکان جداسازی و بازیابی مواد قابل بازیافت همچون فلزات و پلاستیک‌ها وجود دارد و علاوه بر آن، سیستم‌های مدرن به تجهیزاتی برای کنترل آلودگی هوا و گازهای سمی مجهز شده است که شامل فیلترهای ذرات، خنثی‌کننده‌ها و سیستم‌های تهویه است.

چرخه زندگی و مزایای انرژی زباله‌سوزی

استفاده از فناوری انرژی زباله‌سوزی فقط به‌معنای کاهش زباله نیست، بلکه به بهبود استفاده از منابع محیطی و ارتقای کیفیت زندگی افراد در جوامع محلی منجر می‌شود. سوزاندن زباله‌ها به کاهش حجم آن‌ها کمک می‌کند و بستر لازم برای کاهش فضای دفن زباله را فراهم می‌آورد. این فرایند به تولید برق و گرما از زباله‌های غیرقابل بازیافت کمک و منابع جدیدی را برای تأمین انرژی ایجاد می‌کند که نتیجه آن کاهش انتشار گازهای مضر و جبران آلودگی‌های ناشی از سوزاندن زباله‌ها است.

راه‌اندازی و نگهداری از نیروگاه‌های زباله‌سوزی به ایجاد فرصت‌های شغلی کمک می‌کند و اقتصاد محلی را ارتقا می‌دهد. بسیاری از نیروگاه‌های زباله‌سوزی، کارگاه‌های آموزشی و رویدادهای اجتماعی را برگزار می‌کنند و از این طریق به افزایش آگاهی عمومی درباره مدیریت پسماند کمک می‌کنند.

چالش‌ها و موانع

نیروگاه‌های زباله‌سوزی با وجود مزایای بسیار، با چالش‌هایی نیز روبه‌رو هستند که نخستین مورد نگرانی افراد از آلودگی‌های ممکن ناشی از سوزاندن زباله و تأثیرات آن بر سلامت انسان است، به همین دلیل نیروگاه‌های مدرن باید با استانداردهای زیست‌محیطی و بهداشتی سختگیرانه‌ای هماهنگ شوند که ممکن است زمان‌بر و پیچیده باشد.

سرمایه‌گذاری اولیه برای راه‌اندازی نیروگاه‌های زباله‌سوزی بسیار بالا است و نیاز به حمایت‌های مالی و بین‌المللی دارد. با تداوم تحقیق و پیشرفت فناوری، استفاده از انرژی زباله‌سوزی می‌تواند به راه‌حلی پایدار و قابل اعتماد برای چالش‌های زباله در آینده تبدیل شود و دگرگونی مثبتی در نحوه مدیریت پسماند و تأمین انرژی در سراسر جهان ایجاد کند.

در حال حاضر حدود ۱۰ درصد از انرژی تأمین‌شده برای شبکه‌های گرمایشی منطقه‌ای در اروپا از نیروگاه‌های زباله‌سوزی به‌دست می‌آید، به‌ویژه در کشورهای شمال اروپا به دلیل کمبود منابع طبیعی انرژی و نیاز به گرما در زمستان‌های سرد، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. نیروگاه‌های زباله‌سوزی مدرن به‌خوبی با محیط اطراف خود یکپارچه می‌شود و به‌عنوان فضای اجتماعی و فرهنگی در جوامع میزبان خود شناخته می‌شود و به این ترتیب در ارتقای شرایط جامعه نقش فعالی دارد. در ادامه به نمونه‌های قابل‌توجهی از نیروگاه‌های زباله‌سوزی اشاره می‌شود که نقش بسزایی در محافظت از محیط زیست و کاهش ردپای کربن دارد.

نیروگاه Sysav در مالمو، سوئد

تجربه‌ای موفق از انرژی زباله‌سوزی با استفاده از فناوری‌های پیشرفته در سیستم مدیریت زباله سوئد وجود دارد. در این کشور اسکاندیناوی، نرخ بازیافت پسماند بسیار بالا است و تنها یک درصد از زباله‌های شهری به محل دفن زباله ارسال می‌شود. پسماندها به جای ارسال به محل دفن، به‌عنوان سوخت در سیستم گرمایش منطقه‌ای استفاده می‌شود و نیازهای گرمایشی یک میلیون و ۲۵۰ هزار آپارتمان را برآورده می‌کند. نیروگاه Sysav واقع در مالمو با ظرفیت پردازش حدود ۶۰۰ هزار تن زباله در سال، یکی از بزرگ‌ترین و کارآمدترین نیروگاه‌های زباله‌سوزی در اروپا به‌شمار می‌رود. این نیروگاه حدود ۶۰ درصد از نیازهای گرمایشی شهر ۳۰۰ هزار نفری مالمو را تأمین می‌کند.

نیروگاه Sysav سیستم‌های پیشرفته‌ای برای مدیریت و کنترل آلودگی را به کار می‌برد تا به استانداردهای زیست‌محیطی بالا پایبند باشد. علاوه‌بر این، Sysav در برنامه‌های آموزشی محلی مشارکت دارد و به‌عنوان مرکز برگزاری رویدادهای فرهنگی و هنری شناخته می‌شود و از این راه به ترویج آگاهی اجتماعی در زمینه مدیریت زباله کمک می‌کند.

نیروگاه Rea Dalmine در برگامو، ایتالیا

نیروگاه Rea Dalmine با راندمان بیش از ۲۷ درصد، یکی دیگر از پروژه‌های موفق در ایتالیا همچنین اروپا است که در شهر برگامو تأسیس شده است. این نیروگاه نه‌تنها به‌عنوان یک الگوی پیشرفته در مدیریت زباله عمل می‌کند، بلکه به افزایش پایداری زیست‌محیطی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک قابل‌توجهی کرده است.

این نیروگاه در سال ۲۰۲۰ گرمای تولیدی موردنیاز برای شبکه گرمایش منطقه‌ای را به میزان ۵۰ درصد افزایش داد که معادل کاهش ۱۴ هزار و ۵۰۰ تن دی‌اکسید کربن در سال است. خط تصفیه بخار نوآورانه این نیروگاه عاملی است که استفاده از آب را در تمام فرایندهای زباله‌سوزی و تولید انرژی به صفر رسانده است و به حفظ این منبع حیاتی کمک می‌کند.

گرمای بازیافتی حاصل از این نیروگاه به ایستگاه پمپاژ شبکه گرمایش منطقه‌ای متصل است که امکان استفاده سایر مناطق شهر از جمله محله‌های کلونیولا، مالپنساتا و سن‌توماسو را فراهم می‌کند. یک انبار حرارتی برای مدیریت گرمایش همه ساختمان‌های مجهز به سیستم گرمایش متمرکز طراحی شده است که می‌تواند به شبکه متصل شود.

معماری این نیروگاه از نظر زیبایی‌شناسی مورد توجه بسیاری از مسئولان قرار گرفته است و به‌عنوان یک نقطه عطف در شهر برگامو شناخته می‌شود. Rea Dalmine با ارائه اطلاعات به‌روز و شفاف درباره فرایندهای خود از طریق وبگاه رسمی، ارتباط نزدیکی با جامعه محلی برقرار می‌کند و به این روش همکاری شهروندان را در جمع‌آوری پسماند قابل بازیافت ارتقا می‌دهد.

نیروگاه Giubiasco در بلینزونا، سوئیس

نیروگاه Giubiasco در دامنه‌های آلپ سوئیس نمونه دیگری از عملکرد مؤثر انرژی زباله‌سوزی است. این نیروگاه که با هدف حل مشکلات دفع و صادرات پرهزینه زباله به سایر مناطق سوئیس در سال ۲۰۰۹ ایجاد شد، سالانه حدود ۱۶۰ هزار تن زباله را پردازش و به انرژی گرمایی و الکتریکی تبدیل می‌کند.

انرژی الکتریکی تولیدی این نیروگاه به شبکه برق ملی متصل است و نیازهای حدود ۲۳ هزار خانوار سوئیسی را تأمین می‌کند. این نیروگاه که با تکیه بر فناوری‌های مدرن و با حداقل تأثیر زیست‌محیطی به تولید گرما و برق مورد نیاز مناطق اطراف کمک می‌کند، به‌عنوان یک الگوی موفق در مدیریت پسماند اروپا مورد توجه قرار گرفته است.

نیروگاه Amager Bakke در کپنهاگ، دانمارک

نیروگاه Amager Bakke با امکانات فوق‌العاده در کپنهاگ، به‌عنوان یک الگوی پیشرفته در مدیریت زباله و تولید انرژی در سراسر جهان شناخته می‌شود. این نیروگاه علاوه‌بر اینکه جایگزینی برای استفاده از سوخت‌های فسیلی در انرژی حرارتی محسوب می‌شود، به‌عنوان یک مرکز اجتماعی و فرهنگی نیز عمل می‌کند. این نیروگاه حدود ۶۴۵ هزار نفر و ۶۸ هزار شرکت را در حوزه خود تحت پوشش قرار می‌دهد و برق ۸۰ هزار خانوار و گرمای مورد نیاز ۹۰ هزار آپارتمان را تأمین می‌کند.

نیروگاه کپنهاگ با نام «کپن‌هیل (Copenhill)» نیز شناخته می‌شود، چرا که ارتفاع آن به ۱۰۰ متر می‌رسد و پشت‌بام قابل دسترس آن پوشیده از پوشش گیاهی است که برای پیاده‌روی بسیار مناسب است. کپن‌هیل شامل بلندترین دیواره کوهنوردی مصنوعی جهان و یک پیست اسکی نیز هست که به‌عنوان یک جاذبه گردشگری، به محلی برای تجمع خانواده‌ها و جوانان تبدیل شده است.

نیروگاه Kawasaki در کاوازاکی، ژاپن

نیروگاه زباله‌سوزی کاوازاکی به‌عنوان یکی از جدیدترین و مدرن‌ترین نیروگاه‌های زباله‌سوزی در ژاپن شناخته می‌شود در سال ۲۰۰۱ با فناوری‌های پیشرفته طراحی شد و یکی از بزرگ‌ترین و پیشرفته‌ترین نیروگاه‌های زباله‌سوزی جهان به‌شمار می‌آید. این نیروگاه ظرفیت سوزاندن حدود ۸۰۰ تن زباله در روز را دارد و انرژی تولیدی آن برای تأمین برق و گرما در منطقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این نیروگاه از فناوری‌های مدرن برای کاهش آلودگی و به حداکثر رساندن بهره‌وری انرژی استفاده می‌شود که به کنترل دقیق دما و فشار همچنین تصفیه مؤثر گازهای خروجی کمک می‌کند تا انتشار آلاینده‌های مضر به محیط زیست را به حداقل برساند.

این نیروگاه در اکتبر ۲۰۲۲ سیستم تولید برق از بازیابی حرارت زائد (WHRPG) را به کارخانه سیمان تایهیو در سایتامای ژاپن انتقال داده است که از حرارت اضافی آزادشده در فرایند تولید سیمان برای تولید برق استفاده می‌کند و منجر به کاهش مصرف انرژی و اثرات زیست‌محیطی کارخانه سیمان خواهد شد.

ساخت دستگاه کوچکی که در شب تولید برق از انرژی تابشی فروسرخ (مادون قرمز) می‌کند

دستگاه کوچک عجیبی که در شب تولید انرژی خورشیدی می‌کند

تولید برق به کمک انرژی خورشیدی در شب با استفاده از این دستگاه کوچک و پیشرفته ممکن شده است.

این دستگاه جدید از یک عنصر نیمه رسانای ویژه برای جذب نور مادون قرمز زمین و تبدیل آن به برق استفاده می‌کند.

به گزارش فرارو به نقل از اینترستینگ اینجنیرینگ، اگرچه ایده تولید انرژی خورشیدی پس از غروب خورشید ممکن است غیرعملی به نظر برسد، محققان دانشگاه نیوساوت ولز راهی برای انجام آن یافته‌اند. این محققان با توسعه یک فناوری جدیدی مشکل تأمین برق در شب برای خانه‌هایی که از انرژی خورشیدی استفاده می‌کنند را حل کرده‌اند. محققان این دستگاه را بر روی زمین آزمایش کرده‌اند و اکنون در حال برنامه ریزی برای ارزیابی قابلیت استفاده آن در فضا هستند.

کانال عصر ایران در تلگرام

این فناوری جدید بر اساس اصل تولید انرژی حرارتی کار می‌کند. این فرآیند به کمک تفاوت دما بین سطح زمین و سردی فضا صورت می‌گیرد. دستگاه جدید توسعه یافته این تشعشعات خروجی مادون قرمز از زمین را به خود جذب می‌کند و آن را به برق تبدیل می‌کند. جزء کلیدی این دستگاه یک عنصر نیمه رسانا است که به طور خاص برای استفاده برای گرمای تابشی طراحی شده است.

در حالی که زمین نور مادون قرمز ساطع می‌کند، عنصر نیمه رسانا این انرژی را جذب و جریان الکتریکی تولید می‌کند. با جذب و تبدیل این گرمای تابشی به الکتریسیته، این دستگاه اساساً در طول شب انرژی خورشیدی تولید می‌کند. ند اکین داوکس، سرپرست این گروه تحقیقاتی گفت: «ما یک دستگاه نیمه رسانا ساختیم تا از گرمای تابشیِ تابش شده از زمین استفاده کنیم. فرآیند کار این دستگاه همانند استفاده از تابش نور برای تولید الکتریسیته است.»

بر اساس بیانیه مطبوعاتی منتشر شده توسط محققان، این دستگاه نیمه رسانا در واقع نوعی دیود حرارتی است. جالب اینجاست که موادی که برای ساخت این دستگاه استفاده می‌شوند مشابه مواد موجود در عینک‌های دید در شب هستند. دکتر فیبی پیرس، یکی از محققین این پروژه توضیح داد: «همان‌طور که یک سلول خورشیدی می‌تواند با جذب نور خورشید تابش (ساطع) شده، الکتریسیته تولید کند، دیود حرارتی با انتشار نور مادون قرمز به محیط سردتر، الکتریسیته تولید می‌کند. در هر دو دستگاه، اختلاف دما چیزی است که به ما امکان تولید برق می‌دهد.»

اندازه (میزان) الکتریسیته تولید شده توسط این فناوری جدید در حال حاضر پایین است، اما تیم تحقیقاتی نسبت به پیشرفت‌های آینده خوش بین هستند. در حال حاضر اندازه برق تولید شده توسط این دستگاه صد هزار برابر کمتر از انرژی ارائه شده توسط یک پنل خورشیدی است. این گروه تحقیقاتی پیش‌بینی می‌کند که این فناوری جدید کاربرد‌های متنوعی خواهد داشت که فراتر از محدودیت‌های منابع انرژی فعلی خواهند بود.

یکی از استفاده‌های پیش بینی شده برای این فناوری استفاده از گرمای بدن برای تولید برق است! این فناوری می‌تواند انرژی تابش شده از بدن را جمع‌آوری کند و نیاز به باتری در دستگاه‌ها را برطرف کند یا به شارژ مجدد آنها کمک کند. این ویژگی در روش‌های معمول تولید انرژی خورشیدی ممکن نیست.

در مقیاس بزرگ‌تر، این تیم فعالانه بر تطبیق این فناوری برای استفاده در فضاپیما‌ها کار می‌کنند. ماهواره‌هایی که در مدار پایین زمین قرار دارند، در طول دوره‌های تاریکی به کمک باتری کار می‌کنند. پیشرفت این دستگاه امکان تولید انرژی برای این ماهواره‌ها در طول شب را امکان پذیر خواهد کرد.

دستگاه‌های تولید انرژی خورشیدی برای اولین بار در فضا مورد استفاده قرار گرفتند و اکنون مقادیر بسیار زیادی برق از انرژی خورشیدی تولید می‌کنند. حالا این محققان قصد دارند با پیشرفت این دستگاه آن را برای استفاده در فضا آماده کنند. این پیشرفت می‌تواند راه را برای آینده‌ای هموار کند که در آن انرژی‌های تجدیدپذیر ۲۴ ساعته در دسترس هستند و به دنیایی منجر شود که در آن خانه‌ها حتی زمانی که خورشید غروب می‌کند از چیزی جز گرمای تابشی زمین برای تولید برق استفاده نمی‌کنند.

روش تازه ای برای آتش دادن بهینه نفت روی آب

نوع تازه ای از آتش کشف شد (+ عکس و فیلم)

دیجیاتو - بسیاری از دانشمندان در گذشته، آتش را یکی از چهار عنصر اصلی تشکیل دهنده جهان می دانستند، و این عنصر همواره مورد توجه ویژه قرار داشت، اما ظاهراً آنها قصد دارند تصور عام از آتش را دگوگون سازند.

 

 

همان طور که می دانید تشکیل شعله های زردرنگ، نشان از ناپاک بودن آتش دارد. رنگ های گرم به منزله واکنش احتراق ناقص هستند که دوده، دود و دیگر گازهای ناسالم را به وجود می آورند. اما زمانی که شعله به رنگ آبی دیده شود، سوختن به صورت کامل و تقریباً عالی صورت گرفته و آلاینده های کمتری نیز تولید می شود، هرچند این نوع احتراق را به ندرت می بینیم.

دانشمندان به تازگی نوع جدیدی از آتش شفاف به رنگ آبی کشف کرده اند که نویدبخش سوخت پاک است. آنها هیچگاه چنین شعله ای را به رنگ آبی و بنفش شاهد نبوده اند و حال با این روش جدید، فرصت ها و کاربردهای متعددی به ذهنشان رسیده.

 

در مقاله ی منتشر شده در این رابطه، مهندسین دانشگاه مریلند می گویند این شعله چرخان آبی می تواند راه بهتری برای سوزاندن نفت های پخش شده در سطح دریا باشد. روش احتراق فوق به شکل زیر است:

ابتدا مهندسین یک سوخت مایع (n-هپتان) را روی سطح آب در محفظه شیشه ای گرد ریخته و سپس آن را شعله ور می سازند. آتش، اکسیژن موجود را بلعیده و در نتیجه هوای محیط از طریق روزنه ی کوچکی که در کنار محفظه تعبیه شده، با سرعت بالا و زاویه ای خاص به سمت شعله می وزد، و گردبادی از آتش را به وجود می آورد.

سپس برای مهار آتش زرد رنگ و طوفانی، جریان ثابت سوخت از قسمت زیرین به درون شعله پاشیده می شود. در نتیجه، شعله در مرکز محل پاشش کوچک شده و به شکلی که می بینیم در می آید. البته زمانی که سوخت تزریقی تمام شود، آتش نیز از بین می رود.

 

محققین هنوز به خوبی ویژگی های دینامیک سیالات این شعله چرخان آبی را درک نکرده اند، اما می گویند به سادگی می توان آن را برای مدت های طولانی کنترل کرد. در مقاله فوق عنوان شده که شعله آبی به مدت 8 دقیقه تا زمان قطع کردن منبع سوخت، حفظ شده است.

البته این پروژه فعلاً در حد یک تجربه آزمایشگاهی به شمار می رود، اما احتمال سوزاندن نفت به شیوه ای پاک و بهینه روی سطح آب، بسیار جالب خواهد بود، ضمن اینکه شعله آبی چرخان بسیار زیباست.

در ادامه ویدئوهای نحوه ساخت این شعله زیبا را تماشا کنید:

دانلود فیلم

تولید برق با الهام از پوست راه راه گور خر! (+عکس)

پژوهشگران موسسه علم و فناوری گوانگجو در کره جنوبی یک ژنراتور ترموالکتریک (TEG) انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر را ساخته اند که از بخش های سیاه و سفید برای ایجاد یک گرادیان دمایی در زیر سطح استفاده می کند که این شرایط، برق تولید می کند. 

عصر ایران - ظاهر متمایز پوست گورخر منشا بحث های علمی بسیاری بوده است که از نقش آن در سردرگم کردن شکارچیان تا این که چگونه می تواند از این حیوان در برابر نیش حشرات مزاحم محافظت کند را شامل می شود.

کانال عصر ایران در تلگرام

به تازگی مشخص شد که گورخرها می توانند برای تنظیم دما خز قسمت های سیاه رنگ را بلند کرده تا گرما را از پوست خود دفع کنند.

اکنون، دانشمندان بحث درباره گورخر را در جهتی کاملا متفاوت دنبال کرده و پوست دو رنگ این حیوان منبع الهامی برای ایجاد دستگاهی بوده است که با استفاده از سایه های متضاد به عنوان رسانای گرمایی، برق تولید می کند.

فروش لوازم زنبورداری

پیشنهاد امروز

منبع برق پوشیدنی و زیست تخریب‌پذیر که با الهام از پوست گورخر شکل گرفته است 

پژوهشگران موسسه علم و فناوری گوانگجو در کره جنوبی یک ژنراتور ترموالکتریک (TEG) انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر را ساخته اند که از بخش های سیاه و سفید برای ایجاد یک گرادیان دمایی در زیر سطح استفاده می کند که این شرایط، برق تولید می کند. 

به گفته یانگ مین سونگ، استاد موسسه علم و فناوری گوانگجو و نویسنده مطالعه، ژنراتورهای ترموالکتریک سنتی بزرگ و حجیم هستند زیرا به همرفت طبیعی متکی بوده که منجر به گرادیان دمایی برون صفحه ای می شود. این به عایق های سخت نیاز دارد که کاربرد ژنراتور ترموالکتریک در دستگاه های انعطاف‌پذیر و پوشیدنی را محدود می کند. ما اکنون با ایجاد دستگاهی درون صفحه ای که انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر است، از این پاردایم در طراحی خود فراتر رفته ایم. این امر کاربردپذیری آن را افزایش می دهد، در شرایطی که اثر زیست محیطی را با مقیاس‌پذیری، یکپارچگی و پایداری کاهش می دهد.

ماده زیست تخریب‌پذیر  PLCLکه نور خورشید را بازتاب می دهد و پرتوافشانی فروسرخ را برای خنک نگه داشتن ناحیه زیرین خود منتشر می کند، نوارهای سفید دستگاه را شکل می دهد، در شرایطی که ماده PEDOT:PSS که برای چشم انسان سیاه به نظر می رسد، امکان جذب گرمای لازم برای ایجاد گرادیان دمایی را فراهم می کند.

با کمک نانوغشاهای سیلیکونی در طراحی، ژنراتور ترموالکتریک جدید قادر به ایجاد اختلاف دمای 22 درجه سلسیوس برای گرادیان بود.

در شرایطی که مدل آزمایشگاهی یک نمونه اولیه کوچک بود، پژوهشگران کره ای می گویند که امکان تولید برق مداوم در 24 ساعت شبانه روز را دارد و مواد به طور کامل طی 35 روز در سالین تجزیه شد.

به گفته یانگ مین سونگ، همه‌گیری بیماری کرونا موجب استفاده گسترده از ماسک های یک بار مصرف و تجهیزات حفاظتی شد که تاثیرات زیست محیطی بسیار زیادی دارد. این امر بر نیاز به راه حل های پایدار و سازگار با محیط زیست مانند ژنراتورهای ترموالکتریک تاکید دارد که می توانند برای انجام عملکردهای تخصصی در ابزارهای پوشیدنی بکار گرفته شوند.

این مطالعه در نشریه Science Advances منتشر شده است.

"مای‌سان"؛ ماشین شخصی تولید انرژی سبز! (+عکس)

این ریزشبکه که به نام مای‌سان (mySUN) شناخته می شود می تواند نیروی لازم برای روشنایی ال‌ئی‌دی، دستگاه های قابل حمل، سامانه های گرمایشی و واحدهای تهویه مطبوع را تامین کند.

عصر ایران - حل بحران آب و هوایی نیازمند راه حل های هوشمندانه در زمینه انرژی است که نیاز به سوخت های فسیلی را کاهش داده و گزینه هایی پایدار را معرفی می کنند. این دقیقا همان چیزی است که شرکت WZMH Architects روی آن متمرکز شده است. این شرکت قصد دارد ساختمان هایی را با مصرف انرژی کاهش یافته که از انرژی تجدیدپذیر نیرو می گیرند، طراحی کند. اما ساختمان هایی که از انرژی تجدیدپذیر استفاده می کنند نیازمند منابع انرژی تجدیدپذیر هستند. ترکیبی از انرژی انسانی، خورشید و یک ایده عالی جالب توجه به نظر می رسد، اینگونه نیست؟

طی همکاری با دانشگاه رایرسون، شرکت WZMH Architects یک ریزشبکه (میکروگرید) در یک جعبه را معرفی کرده است. در حقیقت، این یک ماشین تولید انرژی سبز شخصی محسوب می شود. این ریزشبکه که به نام مای‌سان (mySUN) شناخته می شود می تواند نیروی لازم برای روشنایی ال‌ئی‌دی، دستگاه های قابل حمل، سامانه های گرمایشی و واحدهای تهویه مطبوع را تامین کند.

این طراحی خورشیدی از یک سامانه پلاگ اند پلی استفاده می کند. این سامانه با یک دوچرخه و پنل های خورشیدی به عنوان منبع انرژی پاک کار می کند، از این رو کاربران می توانند انرژی مورد نیاز خود را تولید کرده که قابل ذخیره کردن نیز است.

شما می توانید با حرکت خود انرژی تولید کنید. یک فرد عادی هنگام دوچرخه سواری چه به صورت ثابت یا متحرک 100 تا 150 وات نیرو تولید می کند. با افزودن یک موتور به یک دوچرخه ثابت می توان انرژی کافی برای روشن کردن چراغ ها در یک فضای 300 فوت مربعی را برای کل روز تامین کرد. سامانه مای‌سان چنین نیروی را برداشت می کند.

از آنجایی که جعبه مای‌سان بسیار کوچک است، می توان به راحتی آن را در کنار دیوارهای یک آپارتمان قرار داد. این می تواند نیروی مورد نیاز واحد های مستقل را تامین کند. پیامدهای استفاده از چنین مجموعه ای نیز قابل توجه هستند. با استفاده از سامانه ای شبیه به مای‌سان، آپارتمان ها می توانند بدون سیم کشی مسی ساخته شوند و هر واحد منبع نیروی خود را خواهد داشت.

به گفته زنون رادویچ، مدیر شرکت WZMH Architects، می توان سامانه مای‌سان را به عنوان یک ابزار شخصی و تولیدکننده انرژی سبز قابل حمل در نظر گرفت. این یک دستگاه ولتاژ پایین و جریان مستقیم است و اتصال به یک ریزشبکه دی‌سی را بسیار ساده می کند. انرژی سبز می تواند از طریق پنل های خورشیدی، توربین های بادی یا دوچرخه های انرژی تولید شده و در بسته های باتری که بخشی از سامانه مای‌سان هستند، ذخیره شود. به جای نیروگاه های الکتریکی بزرگ و پیچیده در ساختمان ها، صدها یا هزاران واحد مای‌سان می تواند انرژی را از طریق یک ریزشبکه دی‌سی با چندین کاربر به اشتراک بگذارد.

در نهایت، برنامه این است که از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی برای تامین نیروی کل جوامع و ساختمان ها استفاده شود.

امروزه، افراد بیشتری قصد دارند تا تغییری ایجاد کرده و ردپای کربن خود را کاهش دهند و نوآوری هایی مانند سامانه مای‌سان می توانند گزینه هایی مقرون به صرفه و پایدار برای مشکلات انرژی جهان ما و بحران آب و هوایی باشند.

------------------------------------------------------------

بیشتر بخوانید: 

*بزرگ‌ترین باتری خورشیدی جهان به زودی عملیاتی می شود

*از غارنشینی تا استفاده از انرژی خورشیدی/ تولید برق خورشیدی، راهکار کاهش آلودگی هوا است

*نخستین مزرعه خورشیدی کوهستانی جهان/ برنده جایزه «وات دور» (Watt d'Or)سوئیس برای بهترین نوآوری در زمینه انرژی(+عکس)