جمع‌آوری انرژی خورشیدی از فضا توسط چینی‌ها

گروه علمی: دانشگاه "شیدیان"(Xidian) چین یک سیستم تأیید زمینی با ارتفاع ۷۵ متر برای انجام و آزمایش تمام مراحل تولید و انتقال انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا ساخته است.به گزارش ایسنا، تولید انرژی خورشیدی از فضا می‌تواند راه حلی برای مشکلات انرژی جهان ارائه دهد. با این حال، مانند روش همجوشی هسته‌ای، عدم اطمینان زیادی در مورد هزینه‌های توسعه و ضرب‌الاجل‌های آن وجود دارد.
 

در هر صورت اکنون جهان یک قدم به تحقق انرژی خورشیدی فضایی عملیاتی نزدیک‌تر شده است، زیرا دانشمندان دانشگاه "شیدیان"(Xidian) در چین، آزمایش و بررسی یک آرایه زمینی ساخته شده برای جمع‌آوری انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا را تحت عنوان پروژه "OMEGA" به انجام رسانده‌اند.در تئوری، نیروگاه دانشگاه "شیدیان" به ماهواره‌های مداری متصل می‌شود که به دلیل مدارهای زمین‌ثابت، بی‌وقفه انرژی خورشیدی تولید می‌کنند و سپس این انرژی را از طریق پرتوهای مایکروویو با فرکانس بالا به زمین می‌تابانند. این نیروگاه دارای پنج زیرسیستم مختلف با هدف توسعه آرایه‌های انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا خواهد بود.
انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا پتانسیل بالایی دارد، زیرا می‌تواند به طور مداوم انرژی جمع‌آوری کند، در حالی که از مشکلات رایجی مانند آب و هوای بد و انتظار برای طلوع آفتاب عبور کرده است. با این حال، موانعی مانند ارزیابی اثرات پرتوی انرژی با فرکانس بالا بر ارتباطات، ترافیک هوایی و رفاه ساکنان مجاور نیروگاه‌های وجود دارد.بنابراین از بسیاری جهات، فضا مکان مناسبی برای استقرار و استفاده از آرایه‌های انرژی خورشیدی است، چرا که به عنوان مثال هیچ ابری میان نور خوشید و این آرایه‌ها وجود ندارد، هیچ تغییر فصلی وجود ندارد، هیچ فیلتر جوی وجود ندارد و پنل‌های خورشیدی می‌توانند در طول هر ساعت از شبانه‌روز با حداکثر بازدهی کار کنند طبق برخی تخمین‌ها، اگر یک پنل خورشیدی را در فضا مستقر کنیم، تا شش الی هشت برابر بیشتر از آنچه در زمین می‌تواند انرژی تولید کند، کارایی خواهد داشت.

پمپ آب خورشیدی - انتخابی برای حذف موتور برق

مشاهده

تبلیغ

حالا مشکل اینجاست که مدار "زمین‌ثابت" که در آن یک ماهواره کم و بیش درست بالای یک نقطه از زمین به شکل ثابت و متمرکز می‌ماند، در ارتفاع حدود ۳۶ هزار کیلومتری قرار دارد که این تقریباً سه برابر عرض زمین است و انتقال انرژی از این فاصله بسیار دشوار است. ضمن اینکه انتقال این انرژی از فضا به زمین به اضافه هزینه‌های وحشتناک پرتاب‌های فضایی، کار را مشکل‌تر کرده است.
اما هزینه‌های پرتاب‌های فضایی با ظهور موشک‌های قابل استفاده مجدد و فناوری‌های پرتاب اشتراکی و جایگزین کاهش یافته است و این در حالی است که جهان به شدت به انرژی پاک قابل اعتماد نیاز دارد، بنابراین تحقیقات در مورد انرژی خورشیدی فضایی، به‌ویژه بر روی بهبود کارایی انتقال انرژی بی‌سیم، ادامه دارد. محققان امیدوارند که فقط به اندازه چند پیشرفت با تولید برق فرازمینی به صورت تجاری فاصله مانده باشد.
یکی از این پروژه‌های تحقیقاتی مربوط به همین «سیستم تأیید زمینی نیروی خورشیدی فضایی» است که در دانشگاه "شیدیان"(Xidian) چین ساخته شده است.این پروژه برای اولین بار در سال ۲۰۱۴ از دانشکده مهندسی الکترومکانیک دانشگاه "شیدیان" پیشنهاد شد. این سیستم تأیید زمینی با ارتفاع ۷۵ متر(۲۴۶ فوت) که ساخت آن در سال ۲۰۱۸ آغاز شد، به گونه‌ای طراحی شده است که امکان تحقیق در مورد متمرکز سازی نور با راندمان بالا و تبدیل فوتوالکتریک، تبدیل مایکروویو، انتشار امواج مایکروویو و بهینه‌سازی شکل موج، اندازه‌گیری و کنترل پرتوهای مایکروویو، دریافت و تصحیح مایکروویو، و طراحی ساختار مکانیکی هوشمند را فراهم کند.
طبق بیانیه مطبوعاتی این دانشگاه، کارایی این سازه به تازگی توسط گروهی از کارشناسان بازدیدکننده پس از نمایش انتقال بی‌سیم مایکروویو برق در فاصله ۵۵ متری(۱۸۰ فوت) تأیید شده است.این اولین سیستم در جهان است که طیف کامل عملکردهای خورشیدی فضایی از جمله ردیابی خورشید، متمرکز سازی نور، تبدیل آن به الکتریسیته، انتقال آن به شکل مایکروویو و دریافت آن در یک "آنتن یکسو کننده"(rectenna) جداگانه را پوشش می‌دهد.
آنتن یکسوکننده، آنتن تصحیح کننده یا آنتن اصلاح شونده، نوع خاصی از آنتن است که برای تبدیل انرژی مایکروویو به برق جریان مستقیم کاربرد دارد.دانشگاه "شیدیان" می‌گوید که این سیستم در حال حاضر در حالی که تست‌های موفقیت آمیز خود را سه سال زودتر از برنامه پشت سر گذاشته است، در حال کار است.
قسمت بالایی این سازه مجموعه‌ای از دیش‌ها را به حالت تعلیق در خود دارد که به عنوان یک ماهواره جانشین عمل می‌کند و نور خورشید را متمرکز می‌کند، آن را به انرژی تبدیل می‌کند و به زمین می‌فرستد، جایی که یک دیش یکسو کننده آن را دریافت و جمع می‌کند.
در بیانیه مطبوعاتی این دانشگاه آمده است که این تیم تحقیقاتی دچار توهم نیست و رسیدن از انتقال در فاصله ۵۵ متر به ۳۶ هزار کیلومتر با بازدهی کافی برای کارآمد و در دسترس ساختن انرژی خورشیدی فضایی نیازمند پیشرفت‌های متوالی از چندین نسل است و زمان زیادی طول می‌کشد تا پولی که برای این فناوری صرف می‌شود، ثمره بیشتری نسبت به ساختن آرایه‌های خورشیدی بیشتر در اینجا روی سطح زمین داشته باشد. در واقع، اگر یک آنتن انتقال انرژی از فضا مستقر شود، آرایه یکسو کننده زمینی به احتمال زیاد باید چندین کیلومتر عرض داشته باشد تا مقدار مفیدی انرژی دریافت کند.
گفتنی است که در سال ۲۰۱۲ نیز ناسا پروژه‌ای مشابه با این پروژه موسوم به "OMEGA" را به نام "SPS-ALPHA"را اعلام کرد و در وبسایت خود نوشت که این پروژه در صورت موفقیت، ساخت پلتفرم‌های عظیم از ده‌ها هزار عنصر کوچک را ممکن می‌سازد که می‌توانند از راه دور و به صورت مقرون به صرفه برق را با استفاده از انتقال بی‌سیم به روی زمین و همچنین برای ماموریت‌های فضایی منتقل کنند.در عین حال شرکت‌هایی مانند "امرود"(Emrod) در نیوزلند، انتقال بی‌سیم انرژی مایکروویو را برای کاربردهای نزدیک‌تر به زمین مانند جایگزینی خطوط برق ولتاژ بالا در زمین‌های صعب‌العبور پیش می‌برند.

آشنایی با طرح مفهومی هواپیمای خورشیدی "فالکون سولار"

فالکون تبدیل به متفاوت ترین هواپیمای جهان می شود! (+فیلم و عکس)

---

عصر ایران - جهان به تدریج به سمت استفاده از روش ها و گزینه های دوستدار محیط زیست حرکت می کند، و حمل و نقل یکی از صنایع مهمی است که باید خود را با این شرایط سازگار کند. هواپیماهایی که از انرژی خورشیدی نیرو می گیرند یکی از گزینه هایی هستند که در این زمینه مورد توجه قرار گرفته و برخی طرح های مفهومی نگاهی به آینده سفر هوایی داشته اند.

دانلود فیلم

هواپیماهای خورشیدی سولار ایمپالس که توسط شرکت هوافضای آمریکایی-اسپانیایی اسکای‌دوئلر اِرو معرفی شدند، چشم اندازی از این که ماشین های پرنده بدون وابستگی به مخزن سوخت یا نیاز به سوختگیری روی زمین چه توانایی هایی دارند را به ما ارائه کرده اند.

بکارگیری هواپیماهای خورشیدی در پروازهای بین قاره ای و طولانی مدت فرصت هایی برای محقق شدن پروازهای کاملا پایدار ایجاد می کند. در همین راستا، شرکت طراحی صنعتی لاسکی دیزاین با معرفی طرح مفهومی "فالکون سولار" (فالکن سولار) رویای پروازهای هواپیماهای تجاری و خصوصی بدون انتشار گازهای گلخانه ای را دنبال می کند.

هواپیمای مفهومی فالکون سولار را می توان به نوعی شبیه به خودرو تسلا مدل اس دنیای هواپیماهایی که از انرژی تجدیدپذیر نیرو می گیرند، در نظر گرفت که با بال هایی پهناور در آسمان پرواز می کند. این طرح مفهومی قواعد پذیرفته شده طراحی هواپیما را با ارائه مجموعه ای پیشرفته از بال ها به شکل منحنی، به چالش کشیده است. اندازه بزرگ و شکل بال ها در برابر نسبت کلی بدنه این هواپیمای خورشیدی جلب توجه می کند. طراحی هواپیما با الهام از پرنده شکاری قوش صورت گرفته و شکل آن می تواند به تامین نیروی بالابر بیشتر کمک کند.

در قسمت عقب هواپیمای خورشیدی فالکون سولار هیچ سکان، بال عقب یا تثبیت کننده عمودی دیده نمی شود. از این رو، امیدواریم در حال نگاه به فناوری پیشرفته ای باشیم که امکان چرخش بی نیاز از قسمت های کلیدی فعلی در هر ماشین پرنده را ممکن می سازد. مجموعه ای از پنل های خورشیدی در سراسر طول بال ها جای گرفته اند که باید قادر به تولید انرژی کافی هنگام پرواز فالکون سولار در آسمان باشند.

در حال حاضر، کابین هواپیمای فالکون سولار نسبتا جمع و جور به نظر می رسد و هنوز مشخص نیست فضای کافی برای جابجایی مسافران وجود دارد یا خیر. این هواپیما را می توان بیشتر شبیه به یک قایق تفریحی لوکس پرنده در نظر گرفت که می تواند در آینده نزدیک توجه افراد ثروتمند را به سوی خود جلب کند.

---

---

---

بیشتر بخوانید:

این بشقاب پرنده واقعی است! (+فیلم و عکس)

هِرا؛ هواپیمایی هیبرید-الکتریک با قابلیت حمل مسافر در طول روز و حمل بار هنگام شب (+عکس)

هواپیمای شخصی کاملا الکتریکی ژاپنی با قابلیت برخاستن و فرود عمودی(+فیلم و عکس)

لینک کوتاه: asriran.com/003Ull

پیشرفت دانشی در ساخت سلول‌های خورشیدی برای برق ارزانتر

برق مفت و مجانی برای همه با سلول‌های خورشیدی

دانشمندان می‌گویند نیاز مبرم به توسعه جایگزین‌های مقرون به صرفه سازگار با محیط زیست بسیار جدی است.

انرژی خورشید به صورت رایگان در دسترس ساکنین زمین قرار می‌گیرد. اگر می‌خواهید در زیر نور خورشید گرم شوید، مجبور نیستید هزینه آن را بپردازید. با این حال، تبدیل این انرژی به برق بسیار گران است، زیرا فناوری انجام این کار حداقل هزینه بر است. اما اکنون محققان دانشگاه کوئینزلند راهی برای ساخت سلول‌های خورشیدی ارزان، پایدار و کارآمد یافته اند.

به گزارش فرادید؛ سلول‌ های خورشیدی امروزی راندمان بالایی ندارند. آن‌ها نمی‌‌توانند تمام انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل کنند - حتی نمی‌توانند نزدیک به این هدف شوند. با این حال، بدترین نکته در مورد آنها، قیمت آن‌ها است.

سلول‌های مبتنی بر سیلیکون آنقدر گران هستند که قیمت انرژی خورشیدی را بالا می‌برند. در واقع، انرژی خورشیدی گرانتر از برقی تولیدی از توربین‌های بادی یا آبی است و مقایسه هزینه‌ها با انرژی معمولی و کمتر سازگار با محیط زیست، احمقانه به نظر می‌رسد.

دانشمندان می‌گویند نیاز مبرم به توسعه جایگزین‌های مقرون به صرفه سازگار با محیط زیست بسیار جدی است، بنابراین آن‌ها تصمیم گرفتند نانومواد را تغییر دهند تا سلول‌های خورشیدی را به اندازه سلول‌های مبتنی بر سیلیکون کارآمد سازند.

 سلول‌های خورشیدی پروسکایت (PSC) بسیار کارآمد بوده و تولید آن‌ها نیز راحت است. با وجود اینکه که فناوری PSC در سال‌های اخیر به سرعت در حال توسعه است، اما این فناوری هنوز نتوانسته به تولید انبوه برسد. با این حال اکنون محققان نانوموادی را مورد بررسی قرار داده اند که نویدبخش حل برخی از مسائل اصلی ایجاد کننده PSC مناسب برای تولید انبوه است. دانشمندان دریافتند که کارآیی و پایداری حرارتی سلول‌های ناخالص سازی شده به طور قابل توجهی بیشتر از آن‌هایی است که ناخالص سازی نشده اند. ناخالص سازی یا تغلیظ، یک روش متداول برای افزایش خواص الکتریکی سلول‌های نانوموادی جدید است.

طبق آزمایش‌های انجام گرفته، در PSC‌هایی که دارای سلول‌های ناخالص سازی شده بودند، بازده تبدیل خورشیدی قابل توجهی را نشان دادند که از ۲۱ درصد فراتر رفت. این به ما این امید را می‌دهد که انرژی خورشیدی به عنوان یکی از مؤثرترین فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر و پایدار می‌تواند به توسعه و پیشرفت خود ادامه دهد. این یک گام محکم رو به جلو برای تولید صفحات خورشیدی پایدار، کارآمد و مهمتر از همه ارزان است.

انرژی خورشید رایگان است، هیچ هزینه‌ای ندارد، اما جمع آوری آن گران است، به همین دلیل کارآیی مهم است. صفحات خورشیدی انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند، اما بسیار گران هستند، زیرا ساختار داخلی پیچیده آن‌ها تولید این صفحات را دشوار می‌کند.

اگر صفحات خورشیدی ارزان تری تولید کنیم، می‌توانیم از انرژی خورشیدی بیشتری استفاده کنیم و ردپای خطرناک خود را در سطح زمین کاهش دهیم. شاید سال‌ها طول بکشد، اما امید وجود دارد که به زودی وابستگی کمتری به سوخت‌های فسیلی داشته باشیم.

صفحات خورشیدی با تکنولوژی نو (فیلم)

‏این صفحات خورشیدی که smart flower نامیده می‌شود را یک شرکت اتریشی با الگو از گل آفتابگردان طراحی کرده است. از ویژگی هاش: بصورت خودکار و با gps خورشید را دنبال می‌کند - تا ۴۰ درصد تولید انرژی بیشتر دارد -بصورت خودکار تمیز و خنک و در هنگام شب و طوفان جمع می‌شود.

فیلم

"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)