روش های مختلف تولید برق

باکتری‌ها برق تولید می‌کنند:

محققان دانشگاه آرهوس در تحقیقات خود نشان دادند که باکتری هایی که زیر رسوبات اعماق دریاها زندگی می کنند الکترون هایی را آزاد می کنند که این جریان الکتریسیته برای تامین انرژی واکنش هایی که این باکتریها با باکتریهای تولیدکننده اکسیژن برقرار می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از میکروارگانیسم ها نیز همانند حیوانات با سوزاندن غذای خود با اکسیژن، انرژی به دست می آورند.


باکتری هایی که در لایه های عمیق تر رسوبات زندگی می کنند غذای خود را به دیگر ترکیبات آلی و به سولفات هیدروژن تبدیل می کنند.الکترونهایی که در مدت این واکنش آزاد می شوند در مسیر رسوبات حرکت می کنند و به سفر خود تا رسیدن به سطوح ادامه می دهند و در آنجا سایر باکتریها برای تولید اکسیژن مورد نیاز سایر ارگانیسم ها از این جریان الکتریسیته استفاده می کنند. در این انتقال برق میان میکروارگانیسم ها، الکترونها می توانند حتی از یک سانتیمتر و یا 20 هزار برابر ابعاد یک باکتری هم فراتر رود.

نتایج این کشف می تواند به بهبود تکنیکهای تولید برق توسط میکروارگانیسم ها و ایجاد سوخت های طبیعی کمک کند.

.........................

  امروزه برای تولید برق ارزان قیمت در سراسر دنیا همه دست به كار شده اند. برای این تولید از هر ابزاری استفاده می كنند تا هزینه ها كاهش یابد و از منابع محدود استفاده شود. منابع ای كه در اطراف ما برای تولید برق وجود دارد و ما از آن بی خبر هستیم.

 

باکتری‌ها برق تولید می‌کنند:

محققان دانشگاه آرهوس در تحقیقات خود نشان دادند که باکتری هایی که زیر رسوبات اعماق دریاها زندگی می کنند الکترون هایی را آزاد می کنند که این جریان الکتریسیته برای تامین انرژی واکنش هایی که این باکتریها با باکتریهای تولیدکننده اکسیژن برقرار می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از میکروارگانیسم ها نیز همانند حیوانات با سوزاندن غذای خود با اکسیژن، انرژی به دست می آورند.


باکتری هایی که در لایه های عمیق تر رسوبات زندگی می کنند غذای خود را به دیگر ترکیبات آلی و به سولفات هیدروژن تبدیل می کنند.الکترونهایی که در مدت این واکنش آزاد می شوند در مسیر رسوبات حرکت می کنند و به سفر خود تا رسیدن به سطوح ادامه می دهند و در آنجا سایر باکتریها برای تولید اکسیژن مورد نیاز سایر ارگانیسم ها از این جریان الکتریسیته استفاده می کنند. در این انتقال برق میان میکروارگانیسم ها، الکترونها می توانند حتی از یک سانتیمتر و یا 20 هزار برابر ابعاد یک باکتری هم فراتر رود.

نتایج این کشف می تواند به بهبود تکنیکهای تولید برق توسط میکروارگانیسم ها و ایجاد سوخت های طبیعی کمک کند.

فضولات طیور:

دست‌اندركاران انرژی در ایالت نوادا می‌گویند با استفاده از روش پاك و سازگار با محیط زیست، قصد دارند فضولات مرغ‌ها در این ایالت را برای روشن كردن خانه‌ها و اداره‌ها به كار برند. محققان شركت انرژی پاك (Green energy) می‌خواهند با تبدیل فضله پرندگان به متان و تولید گاز پاك به عنوان یك سوخت تجدیدپذیر الكتریسیته تولید كنند. 
محققان شركت انرژی پاك برای حل این مشكل پیشنهاد كردند از متان استخراج شده و تفاله باقیمانده به عنوان كود استفاده شود. قرار است اولین نیروگاه كه از این سوخت استفاده می‌كند در ژوئن 2010 در كارولینای جنوبی شروع به كار كند. این نیروگاه شبیه به بسیاری از نمونه‌های مشابه در اروپاست و با 13 مرغداری بزرگ به منظور تهیهسوخت آلی قرارداد بسته است. این نیروگاه، برق تولیدی را به صنایع همگانی، كارخانه‌ها و شركت تعاونی‌های روستایی خواهد فروخت.

محققان شركت انرژی پاك اولین گروهی نیستند كه تلاش كرده‌اند از فضولات طیور به عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر استفاده كنند.

Fibro watt دیگر شركتی است واقع در پنسیلوانیا كه 3 سایت در ایالت مینه‌سوتا دارد. عمدتا در كارولینای شمالی و دیگر مناطق آن با استفاده از متان استخراج شده از زباله‌های دفن شده الكتریسیته تولید می‌شود.

دی‌اكسید كربن منتشر شده ناشی از سوختن متان در فضا معادل مقداری است كه از سوختن زغال منتشر می‌شود. سوختن زغال‌سنگ باعث تولید و اضافه شدن دی‌اكسید كربن جدید به اتمسفر می‌شود. در حالی‌كه دی‌اكسید كربن ناشی از سوختن متان همانی است كه به صورت طبیعی و در اثر فساد فضولات حیوانی به جو اضافه می‌شود.
 

حركات بدن:

گروهی از محققان دانشگاه پرینستون با كمك فناوری نانو موفق به تولید برق از حركات طبیعی بدن شدند.

فیلم‌های لاستیكی تولیدكننده توان كه توسط مهندسان دانشگاه پرینستون ساخته ‌شده ، می‌توانند حركات طبیعی بدن مانند تنفس و پیاده‌روی را برای توان دادن به تنظیم‌كننده‌های قلب، گوشی‌های موبایل و سایر افزاره‌های برقی به خدمت گیرند.

این ماده، كه از نانوروبان‌های سرامیكی جاسازی شده در داخل ورقه لاستیكی سیلكونه تشكیل شده‌است، هنگام خم شدن الكتریسیته تولید می‌كند و كارآیی زیادی در تبدیل انرژی مكانیكی به انرژی الكتریكی دارد.

كفش‌های ساخته‌ شده از این ماده روزی خواهند توانست انرژی پیاده‌روی و دویدن را برای تغذیه افزاره‌های الكتریكی قابل‌حمل جمع‌آوری كنند. این ورقه‌ها با قرار گرفتن بر روی شش‌ها خواهند توانست حركات تنفسی را به منبع تغذیه تنظیم‌كننده قلب تبدیل كنند و نیاز به جراحی برای تعویض باطری‌های تغذیه آنها را برطرف كنند.

گروه پرینستون اولین تیمی است كه با موفقیت سیلیكونه و نانوروبان‌های تیتانات زیركونات سرب (PZT) را تركیب كرده است. PZT یك سرامیك پیزوالكتریك است به این معنا كه با قرار گرفتن تحت فشار مكانیكی می‌تواند ولتاژ الكتریكی تولید كند. در بین تمام مواد پیزوالكتریك، PZT كارآترین می‌باشد و قادر است كه 80 درصد انرژی مكانیكی اعمال شده را به انرژی الكتریكی تبدیل كند.

فرایند ساخت این پژوهشگران با تولید نانوروبان‌های PZT شروع می‌شود. آنها در یك فرایند جداگانه این روبان‌ها را در داخل ورقه‌های شفافی از پلاستیك سیلكونه جاسازی كرده و چیزی به نام «تراشه‌های پیزو-پلاستیك» درست كردند. سیلیكونه كه در كاشت‌های زیبایی و افزاره‌های پزشكی استفاده می‌شود یك ماده زیست‌سازگار است.
 

نیروی باد:

شاید به طور بالقوه بتوان نیاز جامعه جهانی به انرژی را به وسیله تبدیل انرژی باد به الكتریسیته با استفاده از توربین‌های بادی جبران كرد. با وجود این كه دریا از منابع انرژی باد فراوانی برخوردار است، اما توربین‌های بادی به دلیل نوسانات طبیعی در جهت و قدرت باد قادر به تولید برق مداوم و پایدار نیستند.
با توجه به تحقیقات انجام شده در دانشگاه Deloware و Stony Brook می‌توان برق خروجی از این منابع بادی دریایی را با انتخاب محل‌های درست كه از الگوهای آب و هوایی مناسب بهره‌ می‌برند و اتصال ژنراتورهای بادی به خطوط انتقال و تقسیم انرژی برق را پایدارتر و مداوم‌تر از قبل كرد.

اگر بتوانیم الكتریسیته تولید شده توسط باد را پایدارتر كنیم، سهم بادها در برآوردن نیازهای بشر به برق بیشتر می‌شود و منابع تولید برق بیشتری برای انسان به وجود می‌آید.

بررسی‌ها حاكی از آن است كه هنگام طراحی سیستم‌های انتقال قدرت براساس منابع تجدیدپذیر مانند باد باید فاكتورهای مهم هواشناسی كه شامل جریان‌های غالبا سیستم‌های پرفشار و كم‌فشار است در مقیاس قابل توجهی در نظر گرفته شود.
 

ستاره دریایی:

گروهی از دانشمندان سوئدی با کشف یک پروتئین فلورسانت در ستاره دریایی موفق شدند از این جاندار ساکن اقیانوس ها انرژی الکتریکی تجدیدپذیر به دست آورند.ستاره های دریایی همواره در گروه جانورانی قرار داشتند که بیشترین ترس و وحشت را در میان انسان ها ایجاد می کنند.

اکنون گروهی از محققان دانشگاه گوتبورگ و دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد به کشف جدیدی دست یافته اند که می تواند این جانداران به یک منبع مهم انرژی تجدیدپذیر تبدیل کند.این دانشمندان موفق شدند امکان تولید انرژی برق از یک پروتئین فلورسانت سبز رنگ (GFP) حاضر در این ارگانیسم دریایی را مورد آزمایش و بررسی قرار دهند.

دانشمندان سوئدی یک پانل از جنس دی اکسید سیلیکون با دو الکترود آلومینیومی ایجاد کردند. این دو الکترود از طریق چند قطره از این پروتئین فلورسانت که مستقیم از بدن ستاره دریایی استخراج شده بود تفکیک شدند و هر یک از الکترودها به یک سیم متصل شد. سپس این پانل در معرض نور ماوراء بنفش گذاشته شد و راندمان جذب فوتونها از سوی پروتئین مورد آزمایش قرار گرفت.

نتایج این آزمایش نشان داد که پروتئین فلورسانت ستاره دریایی شروع به انتشار الکترون و در نتیجه تولید برق کرد.به گفته این محققان در آینده و با تکامل این پانل ها ستاره دریایی می تواند به یک منبع عالی برای توسعه سیستم های تولید انرژی پاک تبدیل شود.


 

تولید برق ‌ارزان از ریل‌های قطار:


صحبت از قطارهای فوق‌مدرن همواره از هیجان خاصی برخوردار است. نسل جدید قطارهای سرعتی جهان كه لوكوموتیوهای آنان نیز ساختار فوق آیرودینامیكی دارند نشان‌دهنده آن است كه در سراسر جهان به طراحی قطارهای مجهز به فناوری‌های پیشرفته توجه زیادی می‌شود.

تقریبا هر كسی كه در نزدیكی ریل‌های راه‌آهن زندگی می‌كند به شما خواهد گفت كه قطارهای تندرو كه اتفاقا شمار آنها به سرعت در حال افزایش است در حین حركت روی ریل جریان قابل توجهی از باد تولید می‌كنند.


شاید برای بسیاری از افراد این جریان هوا چیزی چندان عجیب و هیجان‌انگیزی نباشد اما برای طراحان صنعتی نظیركوان جینگ و الساندرو لئونتی نباید از كنار كوچك‌ترین تحولاتی كه می‌توان از آنها برای تولید انرژی استفاده كرد بی‌تفاوت عبور كرد. آنها برای این‌كه ایده‌شان را به واقعیت تبدیل كنند به فكر نصب دستگاهی روی ریل قطار افتاده‌اند كه همزمان با عبور قطار از روی ریل، جریان هوای تولید شده توربین موجود در این مجموعه را به گردش درآورده و در نتیجه الكتریسیته تولید كند.

این دستگاه كه تحت عنوان T-box شناخته می‌شود قابلیت نصب روی ریل راه‌آهن و خطوط ریلی مترو را نیز دارد و جدای از این دو مكان از پیش در نظر گرفته شده می‌توان از آن در سایر نقاطی كه همواره منابع مستعد تولید انرژی به هدر می‌روند استفاده كرد.