گوستاوو کیرشهف:
تمامی کسانی که در رشته مهندسی برق و الکترونیک و همچنین تحصیل کرده اند قوانین KVL و KCL کیرشهف (Kirchhoff) را شنیده اند. در این پست قصد داریم معرفی کوتاهی درباره ی این دانشمند بزرگ داشته باشیم.
گوستاوو روبرت کيرشهف فيزيکدان معروف آلماني در 18 مارس سال 1824 ميلادي در کونيگزبرگ، پروس شرقي در روسيه به دنيا آمد و فرزند وکیلی به نام فردریش کیرشهف بود. او از دانشگاه آلبرتوس در شرق پروس در رشته ریاضی فیزیک در سال 1847 فارغ التحصیل شد. در همان سال، او به برلین رفت و در همانجا ماند تا در برسلاو به عنوان استادی مشغول بکار شد. در سال 1857، گوستاوو با کلارا ریچاله، دختر استاد ریاضیات خود ازدواج کرد که حاصل این ازدواج 5 فرزند بود.
کیرشهف قانون مداری خود را، که اکنون در همه جا در رشته مهندسی برق مورد استفاده است، در سال 1845 و در حالیکه یک دانشجو بود فرموله کرد. او در ابتدا بعنوان یک موضوع سمینار بر قوانین مداری خود کار میکرد ولی بعدتر بعنوان موضوع تز دکتری خود انتخاب کرد. این دو قانون به صورت خلاصه عبارتند از:
قانون شدت جریانها یا KCL :در یک مدار الکتریکی فشرده جمع جبری جریانهایی که به یک گره وارد میشود یا از آن خارج میشوند در هر لحظه برابر با صفر است.
قانون اختلاف پتانسیل ها یا KVL :در یک مدار الکتریکی فشرده در هر حلقه یا هر مسیر بسته، مجموع جبری اختلاف پتانسیل در المانهای مدار، برابر صفر است و به ماهیت اجزای مدار بستگی ندارد.
در سال 1857 گوستاوو کیرشهف آزمایشی را انجام داد که طی آن نشان داد که یک سیگنال الکتریکی در یک سیم بدون مقاومت، مسیر سیم را با سرعت نور طی میکند. او قانون خود را تحت عنوان تابش حرارتی در سال 1859 منتشر کرد و در سال 1861 آن را اثبات کرد. در سال 1859، برای همکاری بر روی پروژه اسپکترواسکوپ با روبرت بونزن به دانشگاه هایدلبرگ دعوت شد. در سال 1861روبرت کیرشهف و بنزن با همکاری یکدیگر موفق به کشف عناصر سزیم و روبیدیوم شدند.
در سال 1862 او موفق به کسب مدال رامفورد برای تحقیقات در زمینه خطوط ثابت طیف خورشیدی شد. او همچنین به فیزیک اپتیک ، با حل دقیق معادلات ماکسول و ارائه یک پایه محکم برای اصل هویگنس کمک شایانی را کرد. در سال 1884 او موفق به عضویت خارجی فرهنگستان هنر و علوم سلطنتی هلند شد.
کیرشهف در سال 1887 درگذشت و در گورستان کیرشهف سنت ماتئوس در شونبرگ برلین به خاک سپرده شد.
@electroscience
تمامی کسانی که در رشته مهندسی برق و الکترونیک و همچنین تحصیل کرده اند قوانین KVL و KCL کیرشهف (Kirchhoff) را شنیده اند. در این پست قصد داریم معرفی کوتاهی درباره ی این دانشمند بزرگ داشته باشیم.
گوستاوو روبرت کيرشهف فيزيکدان معروف آلماني در 18 مارس سال 1824 ميلادي در کونيگزبرگ، پروس شرقي در روسيه به دنيا آمد و فرزند وکیلی به نام فردریش کیرشهف بود. او از دانشگاه آلبرتوس در شرق پروس در رشته ریاضی فیزیک در سال 1847 فارغ التحصیل شد. در همان سال، او به برلین رفت و در همانجا ماند تا در برسلاو به عنوان استادی مشغول بکار شد. در سال 1857، گوستاوو با کلارا ریچاله، دختر استاد ریاضیات خود ازدواج کرد که حاصل این ازدواج 5 فرزند بود.
کیرشهف قانون مداری خود را، که اکنون در همه جا در رشته مهندسی برق مورد استفاده است، در سال 1845 و در حالیکه یک دانشجو بود فرموله کرد. او در ابتدا بعنوان یک موضوع سمینار بر قوانین مداری خود کار میکرد ولی بعدتر بعنوان موضوع تز دکتری خود انتخاب کرد. این دو قانون به صورت خلاصه عبارتند از:
قانون شدت جریانها یا KCL :در یک مدار الکتریکی فشرده جمع جبری جریانهایی که به یک گره وارد میشود یا از آن خارج میشوند در هر لحظه برابر با صفر است.
قانون اختلاف پتانسیل ها یا KVL :در یک مدار الکتریکی فشرده در هر حلقه یا هر مسیر بسته، مجموع جبری اختلاف پتانسیل در المانهای مدار، برابر صفر است و به ماهیت اجزای مدار بستگی ندارد.
در سال 1857 گوستاوو کیرشهف آزمایشی را انجام داد که طی آن نشان داد که یک سیگنال الکتریکی در یک سیم بدون مقاومت، مسیر سیم را با سرعت نور طی میکند. او قانون خود را تحت عنوان تابش حرارتی در سال 1859 منتشر کرد و در سال 1861 آن را اثبات کرد. در سال 1859، برای همکاری بر روی پروژه اسپکترواسکوپ با روبرت بونزن به دانشگاه هایدلبرگ دعوت شد. در سال 1861روبرت کیرشهف و بنزن با همکاری یکدیگر موفق به کشف عناصر سزیم و روبیدیوم شدند.
در سال 1862 او موفق به کسب مدال رامفورد برای تحقیقات در زمینه خطوط ثابت طیف خورشیدی شد. او همچنین به فیزیک اپتیک ، با حل دقیق معادلات ماکسول و ارائه یک پایه محکم برای اصل هویگنس کمک شایانی را کرد. در سال 1884 او موفق به عضویت خارجی فرهنگستان هنر و علوم سلطنتی هلند شد.
کیرشهف در سال 1887 درگذشت و در گورستان کیرشهف سنت ماتئوس در شونبرگ برلین به خاک سپرده شد.
@electroscience
✅آموزش ساخت لامپ ال ای دی:
در این پست قصد داریم با مدار ساده ی یک لامپ LED آشنا شویم. لامپ های LED بسیار لامپ های کم مصرفی هستند و در عین کم مصرف بودن دارای کیفیت نور بسیار مطلوبی نیز میباشند و امروزه جای خود را در مصارف خانگی توانسته اند پیدا کنند. البته از دید سیتمی مشکلاتی را برای شبکه بوجود می آورند که مهمترین آن تولید هارمونیک است که به دلیل وجود یکسوساز در مدار آنها تولید میشود. مدار نشان داده شده در تصویر ، ساده ترین مدار برای این لامپ ها میباشد. در این مدار از یک RC قبل از پل دیود استفاده شده است که مقاومت R برای محدود کردن جریان عبوری از LED هااست. از 6 LED پر نور یک واتی نیز استفاده که در مجموع 6 وات تلفات دارند (در مقایسه با یک لامپ رشته ای 100 واتی). قطعات مورد استفاده در این مدار به قرار زیر است:
خازن C1 : خازن پلی استر 400 ولتی که به اسم 155J در بازار میشناسند.
مقاومت R1 : مقاومت 100 اهمی 3 وات
خازن C2 : خازن 4.7 میکروفارادی 400 ولتی
دیودهای D1 تا D4 : دیود 1N4007
6 عدد LED پر نور 1 واتی
@electroscience
در این پست قصد داریم با مدار ساده ی یک لامپ LED آشنا شویم. لامپ های LED بسیار لامپ های کم مصرفی هستند و در عین کم مصرف بودن دارای کیفیت نور بسیار مطلوبی نیز میباشند و امروزه جای خود را در مصارف خانگی توانسته اند پیدا کنند. البته از دید سیتمی مشکلاتی را برای شبکه بوجود می آورند که مهمترین آن تولید هارمونیک است که به دلیل وجود یکسوساز در مدار آنها تولید میشود. مدار نشان داده شده در تصویر ، ساده ترین مدار برای این لامپ ها میباشد. در این مدار از یک RC قبل از پل دیود استفاده شده است که مقاومت R برای محدود کردن جریان عبوری از LED هااست. از 6 LED پر نور یک واتی نیز استفاده که در مجموع 6 وات تلفات دارند (در مقایسه با یک لامپ رشته ای 100 واتی). قطعات مورد استفاده در این مدار به قرار زیر است:
خازن C1 : خازن پلی استر 400 ولتی که به اسم 155J در بازار میشناسند.
مقاومت R1 : مقاومت 100 اهمی 3 وات
خازن C2 : خازن 4.7 میکروفارادی 400 ولتی
دیودهای D1 تا D4 : دیود 1N4007
6 عدد LED پر نور 1 واتی
@electroscience
shortcut keys.pdf
190.6 KB
کلیدهای میانبر در آلتیوم @electroscience
✅لئون چارلز تونن:
در این پست قصد داریم به معرفی چالز تونن بپردازیم. کسی که با نظریه خود مبنی بر نظریه تونن توانست نام خود را در عرصه مهندسی برق و الکترونیک جاودانه کند.
تونن 30 ام مارچ 1857 در Meaux فرانسه به دنیا آمد و در سال 1926 در سن 70 سالگی در گذشت. او تحصیلات آکادمیک خود را در سال 1876 در دانشگاه پلی تکنیک ecole پاریس آغاز کرد و در سال 1878 بعد از فارغ التحصیلی به گروه مهندسان تلگراف پیوست. او در آغاز کار خود در گروه مهندسان تلگراف به توسعه خطوط زیرزمینی تلگراف دوربرد پرداخت. او در سال 1882 به سمت بازرس آموزشی École supérieure de télégraphie در آمد که این خود انگیزه ای برای تونن شد تا بیشتر به مسادل محاسباتی مداری علاقه مند شود.
در پي تحقيقاتش بر روي قانون كيريشهف و قانون اهم، او معروفترين تئوري خود يعني تئوري تونن را ارائه كرد. در اين تئوري محاسبه جريان در مدارات پيچيده الكتريكي امكانپذير شد و امكان ساده كردن مدارات پيچيده به مدارات ساده تر، با مدار معادل تونن مهيا گرديد.
در مهندسی برق و الکترونیک هر شبکه خطی (یعنی شبکه ای که از عناصر خطی و منایع مستقل تشکیل شده است) را میتوان به صورت مدار معادل تونن آن مدل کرد. به این صورت که تمام عناصر را مانند یک جعبه سیاه در نظر میگیریم و آنرا با یک مقاومت و منبع ولتاژ معادل میکنیم. منبع ولتاژ که ولتاژ تونن نام دارد، ولتاژ مدار باز دو سر شبکه است. مقاومت نیز مقاومت تونن نامیده می شود و مقاومت دیده شده از دو سر یک شبکه خاموش شده خطی است. شبکه خاموش شده شبکه ای است که منابع مستقل درون آن صفر شده اند به این ترتیب که منابع ولتاژ به اتصال کوتاه و منابع جریان به مدار باز تبدیل شده اند.
پس از معرفي او بعنوان رئيس Bureau des Ligne، او فرصت يافت در خارج از École Supérieure به تدريس مكانيك در انيستيتو ملي آگرونوميك پاريس مشغول شود. پس از مدتی در سال 1896 او به سمت مدير مدرسه مهندسی تلگراف منسوب شد و در سال 1901 مديريت تحقيقات بر روی تلگراف را بدست گرفت.
@electroscience
در این پست قصد داریم به معرفی چالز تونن بپردازیم. کسی که با نظریه خود مبنی بر نظریه تونن توانست نام خود را در عرصه مهندسی برق و الکترونیک جاودانه کند.
تونن 30 ام مارچ 1857 در Meaux فرانسه به دنیا آمد و در سال 1926 در سن 70 سالگی در گذشت. او تحصیلات آکادمیک خود را در سال 1876 در دانشگاه پلی تکنیک ecole پاریس آغاز کرد و در سال 1878 بعد از فارغ التحصیلی به گروه مهندسان تلگراف پیوست. او در آغاز کار خود در گروه مهندسان تلگراف به توسعه خطوط زیرزمینی تلگراف دوربرد پرداخت. او در سال 1882 به سمت بازرس آموزشی École supérieure de télégraphie در آمد که این خود انگیزه ای برای تونن شد تا بیشتر به مسادل محاسباتی مداری علاقه مند شود.
در پي تحقيقاتش بر روي قانون كيريشهف و قانون اهم، او معروفترين تئوري خود يعني تئوري تونن را ارائه كرد. در اين تئوري محاسبه جريان در مدارات پيچيده الكتريكي امكانپذير شد و امكان ساده كردن مدارات پيچيده به مدارات ساده تر، با مدار معادل تونن مهيا گرديد.
در مهندسی برق و الکترونیک هر شبکه خطی (یعنی شبکه ای که از عناصر خطی و منایع مستقل تشکیل شده است) را میتوان به صورت مدار معادل تونن آن مدل کرد. به این صورت که تمام عناصر را مانند یک جعبه سیاه در نظر میگیریم و آنرا با یک مقاومت و منبع ولتاژ معادل میکنیم. منبع ولتاژ که ولتاژ تونن نام دارد، ولتاژ مدار باز دو سر شبکه است. مقاومت نیز مقاومت تونن نامیده می شود و مقاومت دیده شده از دو سر یک شبکه خاموش شده خطی است. شبکه خاموش شده شبکه ای است که منابع مستقل درون آن صفر شده اند به این ترتیب که منابع ولتاژ به اتصال کوتاه و منابع جریان به مدار باز تبدیل شده اند.
پس از معرفي او بعنوان رئيس Bureau des Ligne، او فرصت يافت در خارج از École Supérieure به تدريس مكانيك در انيستيتو ملي آگرونوميك پاريس مشغول شود. پس از مدتی در سال 1896 او به سمت مدير مدرسه مهندسی تلگراف منسوب شد و در سال 1901 مديريت تحقيقات بر روی تلگراف را بدست گرفت.
@electroscience
تشخیص 30 دقیقه ای ویروس HIV با استفاده از تشخیص دهنده یو اس بی @electroscience
✅ تشخیص 30 دقیقه ای ویروس HIV با استفاده از تشخیص دهنده یو اس بی:
محققان کالج سلطنتی لندن در همکاری با مرکز DNA Electronics یک سیستم الکترونیکی USB درست کردند که ویروس HIV را در مسیر خون تشخیص میدهد.
نحوه کار این یو اس بی به این ترتیب است که برای تشخیص ویروس تنها به یک قطره خون از شخص تحت تست نیاز دارد. سپس سیستم یو اس بی به خون سیگنالهای الکتریکی را اعمال میکند و پاسخ این سیگنالها توسط لب تاب یا کامپیوتر خوانده و تحلیل میشود.
این روش تشخیص در بیماران مبتلا به HIV برای مدیریت درمان آنها و حفظ سلامتی بسیار مفید خواهد بود. در مراحل ابتدایی، هر چقدر ویروس HIV سریعتر شناخته شود، درمان آن نیز راحت تر خواهد بود. راه های متعارف کنونی برای تست HIV ممکن است چند روز طول بکشد، اما این دستگاه این وعده را میدهد که نتایج را در کمتر از 30 دقیقه اعلام کند. علاوه بر این، تشخیص را می توان از راه دور انجام داد، که اجازه می دهد تشخیص سریع تر توسط خود بیماران صورت گیرد و برای برخی از مناطقی که تست های آزمایشگاهی پیشرفته ندارد، میتواند به راحتی استفاده شود.
برای ساخت این سیستم، محققان از یک چیپ CMOS استفاده کرده اند که میتواند وضعیت HIV و تشخیص آن را در خون فرد بیمار تشخیص دهد.
این محصول شرکت DNA Electronics یک گام بزرگ برای تشخیص سریع بیماریهایی از این دست میباشد. این سیستم شبیه به دستگاه های تشخیص سپسیس باکتریایی و قارچی و مقاومت آنتی بیوتیکی ساخته شده است و در حال حاضر، محققان به دنبال فرصتی برای پیشبرد کار خود و بررسی توانایی این دستگاه در تشخیص ویروس های دیگر مانند هپاتیت است.
منبع: Imperial College London
@electroscience
محققان کالج سلطنتی لندن در همکاری با مرکز DNA Electronics یک سیستم الکترونیکی USB درست کردند که ویروس HIV را در مسیر خون تشخیص میدهد.
نحوه کار این یو اس بی به این ترتیب است که برای تشخیص ویروس تنها به یک قطره خون از شخص تحت تست نیاز دارد. سپس سیستم یو اس بی به خون سیگنالهای الکتریکی را اعمال میکند و پاسخ این سیگنالها توسط لب تاب یا کامپیوتر خوانده و تحلیل میشود.
این روش تشخیص در بیماران مبتلا به HIV برای مدیریت درمان آنها و حفظ سلامتی بسیار مفید خواهد بود. در مراحل ابتدایی، هر چقدر ویروس HIV سریعتر شناخته شود، درمان آن نیز راحت تر خواهد بود. راه های متعارف کنونی برای تست HIV ممکن است چند روز طول بکشد، اما این دستگاه این وعده را میدهد که نتایج را در کمتر از 30 دقیقه اعلام کند. علاوه بر این، تشخیص را می توان از راه دور انجام داد، که اجازه می دهد تشخیص سریع تر توسط خود بیماران صورت گیرد و برای برخی از مناطقی که تست های آزمایشگاهی پیشرفته ندارد، میتواند به راحتی استفاده شود.
برای ساخت این سیستم، محققان از یک چیپ CMOS استفاده کرده اند که میتواند وضعیت HIV و تشخیص آن را در خون فرد بیمار تشخیص دهد.
این محصول شرکت DNA Electronics یک گام بزرگ برای تشخیص سریع بیماریهایی از این دست میباشد. این سیستم شبیه به دستگاه های تشخیص سپسیس باکتریایی و قارچی و مقاومت آنتی بیوتیکی ساخته شده است و در حال حاضر، محققان به دنبال فرصتی برای پیشبرد کار خود و بررسی توانایی این دستگاه در تشخیص ویروس های دیگر مانند هپاتیت است.
منبع: Imperial College London
@electroscience
ادوارد لوری نورتن:
در این پست قصد داریم به معرفی دانشمندی بپردازیم که دوگان قضیه تونن یعنی قضیه نورتن را بیان نمود. ادوارد نورتن در سال 1898 میلادی در راکلند آمریکا به دنیا آمد و در 28 ژانویه 1983در چتم نیوجرسی از دنیا رفت. نورتن در آزمایشگاه بل کار میکرد و شهرت خود را مدیون توسعه ی نظریه معروف خود یعنی قضیه مدار معادل نورتن است.
نورتن مقطع کارشناسی خود را در دانشگاه مین و در رشته مهندسی برق شروع کرد و پس از آن برای ادامه تحصیل به دانشگاه MIT رفت و در سال 1922 مدرک کارشناسی خود را دریافت نمود. نورتن سپس به دانشگاه کلمبیا رفت و مدرک کارشناسی ارشد خود را در سال 1925 از دانشگاه کلمبیا دریافت نمود.
علاقه اصلی نورتن در بحث پژوهشی کار بر روی تئوری مدارهای مخابراتی و انتقال داده با سرعت بالا در خطوط تلفن بود اما بحث اصلی که او را مشهور کرد کار بر روی دوگان قضیه تونن بود که امروز آن را تحت عنوان مدار معادل نورتن میشناسیم. قضیه نورتن بیان می کند که هر مداری را میتوان از دید دو نقطه با یک منبع جریان و مقاومت موازی با آن مدل نمود و نورتن در سال 1926، با استفاده از مدار معادل پیشنهادی که شامل یک منبع جریان و یک مقاومت موازی یا آن بود به طراحی سیستم های ضبط کمک بسیاری نمود. او کار در زمینه تلفن خود را در سال 1922 در شرکت گروه مهندسی برق غرب که بعدها به آزمایشگاه بل تبدیل شد، آغاز نمود. زمینه های پژوهشی که نورتن در آن کار کرد عبارتند از: تئوری شبکه ها، سیستم های آکوستیک، دستگاه الکترومغناطیسی و انتقال داده که او توانست از این زمینه های پژوهشی خود نوزده اختراع را ثبت کند.
@electroscience
در این پست قصد داریم به معرفی دانشمندی بپردازیم که دوگان قضیه تونن یعنی قضیه نورتن را بیان نمود. ادوارد نورتن در سال 1898 میلادی در راکلند آمریکا به دنیا آمد و در 28 ژانویه 1983در چتم نیوجرسی از دنیا رفت. نورتن در آزمایشگاه بل کار میکرد و شهرت خود را مدیون توسعه ی نظریه معروف خود یعنی قضیه مدار معادل نورتن است.
نورتن مقطع کارشناسی خود را در دانشگاه مین و در رشته مهندسی برق شروع کرد و پس از آن برای ادامه تحصیل به دانشگاه MIT رفت و در سال 1922 مدرک کارشناسی خود را دریافت نمود. نورتن سپس به دانشگاه کلمبیا رفت و مدرک کارشناسی ارشد خود را در سال 1925 از دانشگاه کلمبیا دریافت نمود.
علاقه اصلی نورتن در بحث پژوهشی کار بر روی تئوری مدارهای مخابراتی و انتقال داده با سرعت بالا در خطوط تلفن بود اما بحث اصلی که او را مشهور کرد کار بر روی دوگان قضیه تونن بود که امروز آن را تحت عنوان مدار معادل نورتن میشناسیم. قضیه نورتن بیان می کند که هر مداری را میتوان از دید دو نقطه با یک منبع جریان و مقاومت موازی با آن مدل نمود و نورتن در سال 1926، با استفاده از مدار معادل پیشنهادی که شامل یک منبع جریان و یک مقاومت موازی یا آن بود به طراحی سیستم های ضبط کمک بسیاری نمود. او کار در زمینه تلفن خود را در سال 1922 در شرکت گروه مهندسی برق غرب که بعدها به آزمایشگاه بل تبدیل شد، آغاز نمود. زمینه های پژوهشی که نورتن در آن کار کرد عبارتند از: تئوری شبکه ها، سیستم های آکوستیک، دستگاه الکترومغناطیسی و انتقال داده که او توانست از این زمینه های پژوهشی خود نوزده اختراع را ثبت کند.
@electroscience
روشی کم هزینه و کارآمد برای ذخیره سازی انرژی خورشید @electroscience
✅روشی کم هزینه و کارآمد برای ذخیره سازی انرژی خورشید:
محققان در مؤسسه پلی تکنیک لوزان سوئیس یک دستگاه جدید برای ذخیره سازی انرژی خورشید با تبدیل آن به هیدروژن در زمانیکه نور خورشید به صورت مستقیم وجود ندارد را اختراع کرده اند. اگر چه بسیاری از روش های فعلی از همان روش برای ذخیره انرژی استفاده می کند، اما این دستگاه در ثبات، کارایی و هزینه نسبت به سایر روش ها برتری دارد. تاکنون دو روش برای تولید برق از خورشید معرفی شده است؛ روش اول استفاده از سلولهای فوتوولتائیک با قابلیت تبدیل مستقیم انرژی خورشید به برق و روش دوم استفاده از حرارت جهت تبدیل به هیدروژن است.
سلولهای خورشیدی تنها میتوانند بخش اندکی از طیف نوری خورشید را جذب کنند، اما قادر به تولید برق در شرایط نور مستقیم و غیرمستقیم هستند. تبدیل برق به روش حرارتی با اینکه در تولید برتری دارد، اما نیازمند موقعیتهای جغرافیایی با تابش حداکثری نور خورشید است.
این محققان سلولهای خورشیدی تجاری مانند نیکل را که امتحان خود را پس داده اند، به منظور توسعه یک سیستم مقاوم و کارآمد ترکیب کرده اند که: از سه سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی به هم پیوسته نسل جدید که متصل به یک سیستم الکترولیز می باشد ساخته شده است که در ساخت آن از فلزات نادر استفاده نمی شود. این دستگاه قادر به تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن با نرخ 14.2 درصد است و در حال حاضر برای بیش از 100 ساعت متوالی تحت شرایط آزمون توانسته است کار کند.
به منظور توسعه این دستگاه، محققان از لایه های سیلیکون کریستالی و سیلیکون آمورف استفاده کرده اند که دسترسی به ولتاژهای بالاتر را ممکن میسازد. بنابراین، سه سلول به صورت سری ولتاژ نزدیک به ایده آل برای الکترولیز را تولید می کند.
@electroscience
محققان در مؤسسه پلی تکنیک لوزان سوئیس یک دستگاه جدید برای ذخیره سازی انرژی خورشید با تبدیل آن به هیدروژن در زمانیکه نور خورشید به صورت مستقیم وجود ندارد را اختراع کرده اند. اگر چه بسیاری از روش های فعلی از همان روش برای ذخیره انرژی استفاده می کند، اما این دستگاه در ثبات، کارایی و هزینه نسبت به سایر روش ها برتری دارد. تاکنون دو روش برای تولید برق از خورشید معرفی شده است؛ روش اول استفاده از سلولهای فوتوولتائیک با قابلیت تبدیل مستقیم انرژی خورشید به برق و روش دوم استفاده از حرارت جهت تبدیل به هیدروژن است.
سلولهای خورشیدی تنها میتوانند بخش اندکی از طیف نوری خورشید را جذب کنند، اما قادر به تولید برق در شرایط نور مستقیم و غیرمستقیم هستند. تبدیل برق به روش حرارتی با اینکه در تولید برتری دارد، اما نیازمند موقعیتهای جغرافیایی با تابش حداکثری نور خورشید است.
این محققان سلولهای خورشیدی تجاری مانند نیکل را که امتحان خود را پس داده اند، به منظور توسعه یک سیستم مقاوم و کارآمد ترکیب کرده اند که: از سه سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی به هم پیوسته نسل جدید که متصل به یک سیستم الکترولیز می باشد ساخته شده است که در ساخت آن از فلزات نادر استفاده نمی شود. این دستگاه قادر به تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن با نرخ 14.2 درصد است و در حال حاضر برای بیش از 100 ساعت متوالی تحت شرایط آزمون توانسته است کار کند.
به منظور توسعه این دستگاه، محققان از لایه های سیلیکون کریستالی و سیلیکون آمورف استفاده کرده اند که دسترسی به ولتاژهای بالاتر را ممکن میسازد. بنابراین، سه سلول به صورت سری ولتاژ نزدیک به ایده آل برای الکترولیز را تولید می کند.
@electroscience
✅ذخیره سازی انرژی های تجدیدپذیر به صورت برودتی:
یکی از بزرگترین چالش های پیش روی انرژی های تجدید پذیر مثل انرژی خورشید،بادی و ... ذخیره سازی انرژی آن است، بعنوان مثال انرژی خورشیدی در روز موجود است و برای اینکه بتوان از آن در شب استفاده کرد بایستی بتوان آن را ذخیره کرد. یک شرکت ذخیره سازی انرژی بریتانیایی قصد دارد که در مقیاس بالا با استفاده از ذخیره سازی انرژی برودتی و استفاده از هوای مایع ، انرژی برق را ذخیره کند.
ذخیره سازی انرژی با بهره گیری از دمای پایین (cyrogenic) مایعات یا CES (Cyrogenic energy storage) به عنوان یک راه جدید برای ذخیره انرژی معرفی شده که معمولا از هوای مایع یا نیتروژن مایع استفاده میشود. دانشمندان معتقدند که ذخیره سازی انرژی به روش برودتی (CES) به بهبود قابلیت استفاده از انرژی های تجدید پذیر کمک شایانی خواهد کرد.
کارخانه Highview Power Storage ، یک شرکت بزرگ در زمینه طراحی و توسعه سیستم های ذخیره ساز انرژی در مقیاسهای بزرگ برای سیستم های قدرت است که قصد دارد بزرگترین کارخانه ذخیره سازی انرژی برودتی در جهان را بسازد. این کارخانه در یک محل نزدیک به منچستر، انگلستان ساخته شده و از و ذخیره سازی انرژی LAES و یا هوای مایع استفاده میکند.
نحوه کار ذخیره سازی برودتی:
سیستم ذخیره سازی انرژی برودتی را میتوان به 3 زیر بخش تقسیم کرد: بخش شارژ، بخش ذخیره سازی انرژی و بخش تخلیه انرژی (مطابق تصویر). نحوه کار به این صورت است که انرژی برق صرف کمپرس کردن هوا و کشیدن هوا به داخل یک کمپرسور میشود. هنگامی که هوا کشیده شد طی فرآیند تبرید (تبدیل گاز به مایع) هوای مایع (یا در برخی سیستم ها، نیتروژن مایع) تولید می شود. گرمای از دست رفته در این فرآیند
گرفته و در تانک های عایق ذخیره هوای مایع سرد در فشار پایین ذخیره میشود تا زمان مرحله تخلیه انرژی که از این انرژی ذخیره شده بخواهیم استفاده کنیم. هوا مایع را می توان در این مخازن برای مدت طولانی و در مقادیر زیاد ذخیره سازی کرد.
برای تخلیه انرژی ذخیره شده و استفاده از آن، هوای مایع از مخازن عایق ذخیره سازی گرفته به یک مخزن با فشار بالا منتقل میشود و از طریق افزایش فشار در مایع، انرژی ایجاد می شود.
هنگامیکه هوای مایع فشرده شد، از طریق مبدلهای حرارتی به آن حرارت داده میشود و سپس این گاز فشار بالا ورودی یک توربین میشود و توربین با چرخاندن ژنراتور، انرژی برق تولید میشود.
چیز باور نکردنی در مورد این فرایند بازدهی بالای آن است. منابع خورشیدی و انرژی های تجدید پذیر باد در همه زمان در دسترس نیستند و بایستی برای استفاده پیوسته از آن، ذخیره شوند. از طرف دیگر، سیستم CES وابستگی به محیط جغرافیایی مانند نیروگاه های تلمبه ذخیره ای که بایستی برای ذخیره سازی انرژی، آب را به ارتفاع بالا پمپ کند، ندارد. ذخیره سازی انرژی برودتی به سیستم های انرژی های تجدیدپذیر کمک می کند تا منابع انرژی تجدید پذیر فارغ از عوامل محیطی بتوانند انرژی شان ذخیره شود.
@electroscience
یکی از بزرگترین چالش های پیش روی انرژی های تجدید پذیر مثل انرژی خورشید،بادی و ... ذخیره سازی انرژی آن است، بعنوان مثال انرژی خورشیدی در روز موجود است و برای اینکه بتوان از آن در شب استفاده کرد بایستی بتوان آن را ذخیره کرد. یک شرکت ذخیره سازی انرژی بریتانیایی قصد دارد که در مقیاس بالا با استفاده از ذخیره سازی انرژی برودتی و استفاده از هوای مایع ، انرژی برق را ذخیره کند.
ذخیره سازی انرژی با بهره گیری از دمای پایین (cyrogenic) مایعات یا CES (Cyrogenic energy storage) به عنوان یک راه جدید برای ذخیره انرژی معرفی شده که معمولا از هوای مایع یا نیتروژن مایع استفاده میشود. دانشمندان معتقدند که ذخیره سازی انرژی به روش برودتی (CES) به بهبود قابلیت استفاده از انرژی های تجدید پذیر کمک شایانی خواهد کرد.
کارخانه Highview Power Storage ، یک شرکت بزرگ در زمینه طراحی و توسعه سیستم های ذخیره ساز انرژی در مقیاسهای بزرگ برای سیستم های قدرت است که قصد دارد بزرگترین کارخانه ذخیره سازی انرژی برودتی در جهان را بسازد. این کارخانه در یک محل نزدیک به منچستر، انگلستان ساخته شده و از و ذخیره سازی انرژی LAES و یا هوای مایع استفاده میکند.
نحوه کار ذخیره سازی برودتی:
سیستم ذخیره سازی انرژی برودتی را میتوان به 3 زیر بخش تقسیم کرد: بخش شارژ، بخش ذخیره سازی انرژی و بخش تخلیه انرژی (مطابق تصویر). نحوه کار به این صورت است که انرژی برق صرف کمپرس کردن هوا و کشیدن هوا به داخل یک کمپرسور میشود. هنگامی که هوا کشیده شد طی فرآیند تبرید (تبدیل گاز به مایع) هوای مایع (یا در برخی سیستم ها، نیتروژن مایع) تولید می شود. گرمای از دست رفته در این فرآیند
گرفته و در تانک های عایق ذخیره هوای مایع سرد در فشار پایین ذخیره میشود تا زمان مرحله تخلیه انرژی که از این انرژی ذخیره شده بخواهیم استفاده کنیم. هوا مایع را می توان در این مخازن برای مدت طولانی و در مقادیر زیاد ذخیره سازی کرد.
برای تخلیه انرژی ذخیره شده و استفاده از آن، هوای مایع از مخازن عایق ذخیره سازی گرفته به یک مخزن با فشار بالا منتقل میشود و از طریق افزایش فشار در مایع، انرژی ایجاد می شود.
هنگامیکه هوای مایع فشرده شد، از طریق مبدلهای حرارتی به آن حرارت داده میشود و سپس این گاز فشار بالا ورودی یک توربین میشود و توربین با چرخاندن ژنراتور، انرژی برق تولید میشود.
چیز باور نکردنی در مورد این فرایند بازدهی بالای آن است. منابع خورشیدی و انرژی های تجدید پذیر باد در همه زمان در دسترس نیستند و بایستی برای استفاده پیوسته از آن، ذخیره شوند. از طرف دیگر، سیستم CES وابستگی به محیط جغرافیایی مانند نیروگاه های تلمبه ذخیره ای که بایستی برای ذخیره سازی انرژی، آب را به ارتفاع بالا پمپ کند، ندارد. ذخیره سازی انرژی برودتی به سیستم های انرژی های تجدیدپذیر کمک می کند تا منابع انرژی تجدید پذیر فارغ از عوامل محیطی بتوانند انرژی شان ذخیره شود.
@electroscience
آموزش سریع نرم افزار پی اسکد به همراه آموزش کدنویسی به زبان فرترن در داخل آن @electroscience