روشي جالب براي توليد برق
نويسنده: محمدكسايي *
در سال هاي اخير براي كشف روش هاي جديد توليد انرژي به ويژه شيوه هاي پاك آن تلاش هاي بسياري شده و موفقيت هايي نيز به دست آمده است ، ايده هايي كه بعضي هايشان تا مرحله ثبت و آغاز بهره برداري پيش رفته اند و بعضي ها هنوز در حد جرقه اي هستند كه در ذهن درخشيده اند. اصلي ترين روش هاي توليد برق در دنيا ، نيروگاه هاي حرارتي و هسته اي هستند كه با افزايش قيمت نفت خام و آلودگي محيط زيست در اثر سوزاندن سوخت هاي فسيلي ، روز به روز بر اهميت يافتن روش هاي جديد توليد برق كه آْودگي كمتري داشته و با صرفه ترين باشند ، افزوده مي شود .
در ادامه ، روشي جديد براي توليد برق شرح داده مي شود. اين روش شايد با تمامي روش هاي معمول توليد برق بسيار متفاوت باشد. در شكل ... يك ظرف بزرگ آب و يك سازه شبيه چرخ فلك كه بالون هايي شبيه بادكنك در دور آن آويزان هستند را مي بينيد. قرار است اين سازة چرخ و فلك مانند ، به حركت در آيد و انرژي توليد كند؛ اما چگونه ؟
مي دانيم اجسامي كه چگالي كمتر از آب دارند ، تمايل دارند به سطح آب بيايند و با اعمال نيرو از ته آب به سطح آب مي آيند ، مانند چوب. اگر شما بخواهيد يك تكه چوب را به زير آب ببريد و نگه داريد ، بايد به آن نيرو وارد كنيد تا در آن حالت باقي بماند ، در غير اين صورت چوب به سطح آب مي آيد .
حال به بررسي سازو كار اين روش مي پردازيم. با يكي از كيسه هايي كه به عضو دايره اي متصل است ، همراه مي شويم تا ببينيم چه اتفاقاتي رخ مي دهد تا سازه حركت كند. ابتدا كيسه در سطح آب است ، يعني بالاترين كيسه . در اين كيسه كه خالي از هر چيزي است ، مقداري ماده جامد NaN3 مي ريزيم و كيسه را عايق مي كنيم. در اثر حركتي كه نيروي خارجي اعمال مي كند، عضو دايره اي حركت مي كند و كيسه مورد نظر ما به ته ظرف آب مي رسد. در آنجا ما NaN3 را وادار به واكنش مي كنيم و NaN3 به Na و N2 تبديل مي شود:
2Na + 3N2=2NaN3
در اين واكنش ، مقدار زيادي گاز نيتروژن توليد مي شود كه مي تواند كيسه را پر كند در نتيجه كيسه كه در حالت اول فقط شامل ماده جامد NaN3 بود، حال حاوي مقدار زيادي ماده گازي شكل و به همراه سديم است . اين كيسه كه شامل گاز نيتروژن است، در اين حالت چگالي كمتر از آب دارد و در نتيجه تمايل دارد به سطح آب برود. در اثر تمايل كيسه پر از هوا براي رفتن به سطح آب ، كل سازه به حركت درآمده واين عمل براي كيسه هاي ديگر تكرار مي شود. وقتي كيسه از ته ظرف به سطح آب آمد، تخليه مي شود و دوباره با ماده جامد NaN3 به اندازه كافي پُر مي شود و چرخه ادامه مي يابد. به اين طريق، يك چرخه طي مي شود كه باعث توليد انرژي شده و به راحتي مي توان اين حركت مكانيكي را به انرژي الكتريكي تبديل كرد.
البته بايد توجه داشت كه اين روش ، فقط يك ايده خام است كه به دليل نبود امكانات ، درباره آن آزمايش و بررسي نشده است . و مانند هر طرح اوليه به احتمال فراوان مشكلات زيادي دارد كه با آزمايش بايد بررسي شود تا به مشكلات آن پي برد و در صورت توان آن را حل كرد. به عنوان مثال ، ممكن است كه در فشار زياد آب ، امكان انجام آن واكنش نباشد ؛ كه بايد با بررسي با واكنش هاي جانبي ديگر يا جايگزيني مواد ديگر ، آن را حل كرد . يا شايد فشار آب ، كيسه را كاملا مچاله كند كه شايد با يك محفظه محكم فلزي كوچك بتوان از اين كار جلوگيري كرد.
شايد با اندكي تغيير بتوان روشي ديگر را براي توليد برق طراحي كرد. حال يك چرخ و فلك را در هواي آزاد در نظر بگيريد كه به جاي بادبادك هاي شكل سمت راست ، بالون هايي هستند كه در هوا صعود مي كنند. در هنگام بالا رفتن بالون ، با گرم كردن هواي آن باعث صعود بالون مي شويم و هنگام پايين آمدن ، با سرد كردن و خاموش كردن مشغل باعث پايين آوردن بالون مي شويم .
شايد بتوان ساز و كار فوق را با توربين هاي بادي تركيب كرد و روش بهتري براي توليد برق به دست آورد.
/ع
در ادامه ، روشي جديد براي توليد برق شرح داده مي شود. اين روش شايد با تمامي روش هاي معمول توليد برق بسيار متفاوت باشد. در شكل ... يك ظرف بزرگ آب و يك سازه شبيه چرخ فلك كه بالون هايي شبيه بادكنك در دور آن آويزان هستند را مي بينيد. قرار است اين سازة چرخ و فلك مانند ، به حركت در آيد و انرژي توليد كند؛ اما چگونه ؟
مي دانيم اجسامي كه چگالي كمتر از آب دارند ، تمايل دارند به سطح آب بيايند و با اعمال نيرو از ته آب به سطح آب مي آيند ، مانند چوب. اگر شما بخواهيد يك تكه چوب را به زير آب ببريد و نگه داريد ، بايد به آن نيرو وارد كنيد تا در آن حالت باقي بماند ، در غير اين صورت چوب به سطح آب مي آيد .
حال به بررسي سازو كار اين روش مي پردازيم. با يكي از كيسه هايي كه به عضو دايره اي متصل است ، همراه مي شويم تا ببينيم چه اتفاقاتي رخ مي دهد تا سازه حركت كند. ابتدا كيسه در سطح آب است ، يعني بالاترين كيسه . در اين كيسه كه خالي از هر چيزي است ، مقداري ماده جامد NaN3 مي ريزيم و كيسه را عايق مي كنيم. در اثر حركتي كه نيروي خارجي اعمال مي كند، عضو دايره اي حركت مي كند و كيسه مورد نظر ما به ته ظرف آب مي رسد. در آنجا ما NaN3 را وادار به واكنش مي كنيم و NaN3 به Na و N2 تبديل مي شود:
2Na + 3N2=2NaN3
در اين واكنش ، مقدار زيادي گاز نيتروژن توليد مي شود كه مي تواند كيسه را پر كند در نتيجه كيسه كه در حالت اول فقط شامل ماده جامد NaN3 بود، حال حاوي مقدار زيادي ماده گازي شكل و به همراه سديم است . اين كيسه كه شامل گاز نيتروژن است، در اين حالت چگالي كمتر از آب دارد و در نتيجه تمايل دارد به سطح آب برود. در اثر تمايل كيسه پر از هوا براي رفتن به سطح آب ، كل سازه به حركت درآمده واين عمل براي كيسه هاي ديگر تكرار مي شود. وقتي كيسه از ته ظرف به سطح آب آمد، تخليه مي شود و دوباره با ماده جامد NaN3 به اندازه كافي پُر مي شود و چرخه ادامه مي يابد. به اين طريق، يك چرخه طي مي شود كه باعث توليد انرژي شده و به راحتي مي توان اين حركت مكانيكي را به انرژي الكتريكي تبديل كرد.
البته بايد توجه داشت كه اين روش ، فقط يك ايده خام است كه به دليل نبود امكانات ، درباره آن آزمايش و بررسي نشده است . و مانند هر طرح اوليه به احتمال فراوان مشكلات زيادي دارد كه با آزمايش بايد بررسي شود تا به مشكلات آن پي برد و در صورت توان آن را حل كرد. به عنوان مثال ، ممكن است كه در فشار زياد آب ، امكان انجام آن واكنش نباشد ؛ كه بايد با بررسي با واكنش هاي جانبي ديگر يا جايگزيني مواد ديگر ، آن را حل كرد . يا شايد فشار آب ، كيسه را كاملا مچاله كند كه شايد با يك محفظه محكم فلزي كوچك بتوان از اين كار جلوگيري كرد.
شايد با اندكي تغيير بتوان روشي ديگر را براي توليد برق طراحي كرد. حال يك چرخ و فلك را در هواي آزاد در نظر بگيريد كه به جاي بادبادك هاي شكل سمت راست ، بالون هايي هستند كه در هوا صعود مي كنند. در هنگام بالا رفتن بالون ، با گرم كردن هواي آن باعث صعود بالون مي شويم و هنگام پايين آمدن ، با سرد كردن و خاموش كردن مشغل باعث پايين آوردن بالون مي شويم .
شايد بتوان ساز و كار فوق را با توربين هاي بادي تركيب كرد و روش بهتري براي توليد برق به دست آورد.
پي نوشت ها :
*محمد کسايي مهندسي مکانيک دانشگاه تهران است.
پست الکترونيک:
mohammad_kasaee@yahoo.com
*بخش "ايده هاي نو" محلي است براي ارائه طرح و ابتکارات شما که ممکن است به ثبت رسيده يا تنها در حد طرحي پيشنهادي باشند.
"دانشمند" اين طرح را بي داوري منتشر مي کند و قضاوت در مورد آنها را به خود شما واگذار ميکند .شما ميتوانيد طرح ها و ابتکارات خود و همچنين نقد هايتان بر ايده هاي منتشر شده را براي ما ارسال کنيد.شرايط ارسال مطالب در صفحه نمايش منتشر شده است.
/ع
