تکنولوژی‌های جدید و تولید برق

فوریه 24, 2021 بلاگ برق, تمام مقالات در:
New technologies and power generation

تکنولوژی‌های جدید و تولید برق

از زمانی‌که عصر صنعت آغاز شد، انرژی جهان با استفاده از تکنولوژی‌های کوچک تامین شد. قرن اخیر عصر ذغال سنگ بود. اما از سال 2000 و ظهور تکنولوژی‌های جدید، جهشی در صنعت انرژی به وجود آورد. 

نیاز به مهار انتشار گازهای گلخانه‌ای و پیشرفت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید، منابع تامین انرژی را به میزان قابل توجه‌ای تغییر داد.

امروزه، برخی از جالب‌ترین و مهم‌ترین تکنولوژی‌های در حال ظهور، همان‌هایی هستند که برای تولید برق طراحی شده‌اند.

سلول‌های سوختی میکروبی؛ مهار قدرت باکتری‌ها

باکتری‌ها در همه‌جا در اطراف ما حضور دارند که برخی از آنها سودمند و برخی از آن‌ها مضرند و همه آن‌ها نفس می‌کشند. وقتی که باکتری‌ها تنفس می‌کنند، فرآیند اکسیداسیون اتفاق می‌افتد. فرآیند اکسیداسیون زمانی است که یک ماده شیمیایی با اکسیژن ترکیب شود که در باکتری‌ها زمانی که تنفس می‌کنند، الکترون‌ها آزاد می‌شوند.

با اتصال باکتری‌های تنفسی به کاتد و آند (میله‌های مثبت و منفی در یک باتری) جریان الکترون‌های آزاده شده می‌تواند برای تولید برق به کار گرفته شود. این چیزی است که به عنوان پیل سوختی میکروبی (MFC) شناخته می‌شوند.

پیل سوختی میکروبی (MFC) عمدتا برای تولید برق از آب‌های زائد استفاده می‌شوند؛ اما این روزها و با پیشرفت بیشتر این تکنولوژی، از آن برای برق‌رسانی به ربات‌های دریایی مینیاتوری استفاده می‌کنند. علاوه براین، محققان دانشگاه Bighamton، دریافتند که ترکیب باکتری‌های فوتوتروپیک (نورگیر) و هتروتروف (مصرف‌کننده) در واکنش‌های سوخت میکروبی، جریاناتی 70 برابر بیشتر از تنظیمات معمولی ایجاد می‌کند.

طلوع انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی شاید یک تکنولوژی جدید نباشد اما رشد چشمگیری در عرصه تولید برق داشته است.

با تولید شیشه‌های فتوولتائیک خورشیدی، که توانایی تولید انرژی برق را دارند، تحول جدیدی در تکنولوژی انرژی خورشید حاصل شد.

جدای از جمع‌آوری فوتون‌ها توسط سلول‌های خورشیدی، از نمک‌ها برای جذب انرژی از طول موج‌های غیرقابل مشاهده استفاده می‌کنند و آن‌ها را به سلول‌های خورشیدی تعبیه شده در هر صفحه منتقل می‌کنند.

بتاولتائیک و پسماند‌های هسته‌ای

مواد هسته‌ای به طور مداوم در حال نابود شدن هستند و در این فرآیند ذرات رادیواکتیو را منتشر می‌کنند. به همین دلیل است که مواد رادیواکتیو بسیار خطرناک و نگهداری از زباله‌های هسته‌ای بسیار مهم است. 

اما از زباله‌های هسته‌ای قابل استفاده هستند. دستگاه‌های بتاولتائيک از ذرات زباله تولید شده توسط مواد رادیواکتیو سطح پایین برای گرفتن الکترون و تولید برق استفاده می‌کنند.

خروجی دستگاه‌های بتاولتائيک در طول زمان کاهش می‌یابد، اما این زمان می‌تواند بسیار طولانی باشد. به عنوان مثال یک باتری بتاولتائیک می‌تواند به مدت 30 سال به طور مداوم یک وات برق تامین کند.

اگرچه این دستگاه‌ها در حال حاضر برای استفاده در مقیاس بزرگ مناسب نیستند، اما طول عمر و اندازه مناسب، آن‌ها را به منبع تغذیه ایده‌آل برای دستگاه‌هایی مانند سنسورهای نصب شده روی تجهیزات لازم برای مدت زمان طولانی تبدیل می‌کند.

قدرت جذر و مد

یک منبع انرژی قابل پیشبینی از انرژی‌های تجدیدپذیر متناوب مانند باد و خورشید، انرژی جذر و مد است. این منبع انرژی جدید نیست اما رشد و توسعه آن معمولا با هزینه‌های بالا و دسترسی محدود مواجه است. 

اما همه‌چیز در مورد این منبع انرژی در حال تغییر است.در سال 2016 اولین نیروگاه انرژی جذر و مد در اسکاتلند 269 مگاواتی با توربین‌های زیر آب تاسیس شد که بخشی از اولین نیروگاه مقیاس بزرگ انرژی جذر و مد در اسکاتلند بود.

در سراسر دنیا نیروگاه‌های انرژی جذر و مد وجود دارند: به عنوان مثال نیروگاه جذر و مدی Sihwa در کره جنوبی با ظرفیت 254 مگاوات، اما نیروگاه MeyGen در اسکاتلند پرتوان‌ترین نیروگاه جذر و مدی است که انتظار می‌رود با استفاده از تمام ظرفیت خود، 398 مگاوات برق تولید کند که می‌تواند برق 175.000 خانه را تامین کند.

کلام پایانی

ممکن است حقیقت اینکه در آینده برق چگونه تامین شود، واضح نباشد اما احتمالا برخی یا همه این تکنولوژی‌ها در تولید انرژی نقش خواهند داشت. آنچه واضح است این است که انرژي در حال تغییر است.

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *