فهرست بستن

برچسب: علوم

چه می‌شود اگر صحرای بزرگ آفریقا را به یک نیروگاه خورشیدی عظیم تبدیل کنیم

تابش خورشید در صحرای بزرگ آفریقا چنان شدید است که می‌تواند انرژی قابل توجهی را برای زمین تامین کند؛ بیشتر از بزرگترین نیروگاه‌های برق دنیا، به اندازه‌ی میلیاردها بشکه نفت در روز و حتی ورای نیاز یک یا دو قاره. در ادامه به بررسی جوانب این موضوع می‌پردازیم.

صحرای بزرگ آفریقا روزهایی به شدت داغ و آسمانی صاف و آفتابی دارد. به غیر از نقاط پراکنده‌ای که پوشش گیاهی محدودی در آن‌ها یافت می‌شود، این بزرگ ترین بیابان دنیا عمدتا پوشیده از تخته سنگ، شن و خاکریز است؛ محیطی مناسب برای تامین انرژی پاک از خورشید. بگذارید با ارائه چند آمار شگفت انگیز شروع کنیم. اگر این بیابان یک کشور بود، وسعتی بزرگتر از برزیل و کمی کوچکتر از چین داشت؛ در واقع به پنجمین کشور بزرگ دنیا تبدیل می‌شد.

صحرای بزرگ آفریقا

طبق محاسبات ناسا، هر متر مربع به طور میانگین در سال بین 2000 تا 3000 کیلووات ساعت انرژی خورشیدی دریافت می‌کند. با توجه به اینکه صحرای بزرگ آفریقا مساحتی در حدود 9 میلیون کیلومتر مربع دارد، این یعنی بیش از 22 میلیارد گیگاوات ساعت انرژی قابل دسترس در هر سال؛ البته اگر بتوانیم از هر وجب این بیابان، انرژی خورشید را جذب کنیم.

برای درک بهتر این اعداد و ارقام باید گفت که اگر یک مزرعه خورشیدی فرضی، کل صحرا را بپوشاند؛ ظرفیت تولید آن 2000 بار بیشتر از بزرگترین نیروگاه‌های برق جهان خواهد بود که قادر به تولید 100 هزار گیگاوات ساعت انرژی در هر سال هستند.

در واقع خروجی این نیروگاه خورشیدی، با بیش از 36 میلیارد بشکه نفت در روز برابری خواهد کرد؛ یعنی روزانه حدود 5 بشکه به ازای هر انسان در دنیا. با چنین فرضی، صحرای بزرگ آفریقا می‌تواند منبعی بلقوه برای تامین برق اروپا باشد، آن هم 7000 برابر بیشتر از حد نیاز و تقریبا بدون انتشار کربن!

مزیت دیگر، نزدیک بودن صحرا به اروپاست؛ به طوری که فاصله‌ قاره‌ی سبز تا شمال آفریقا در تنگه جبل‌الطارق، تنها به 15 کیلومتر می‌رسد. البته در طول سواحل مدیترانه نیز که فاصله بین دو قاره بیشتر می‌شود، مانعی برای انتقال انرژی وجود نخواهد داشت؛ کمااینکه بلندترین کابل برق زیرآبی جهان به طول 600 کیلومتر بین نروژ و هلند کشیده شده و در اینجا هم چنین پروژه‌ای قابل اجرا است.

انرژی خورشیدی

میزان دریافت انرژی خورشیدی سالانه در سطح جهان

در یکی دو دهه اخیر، برخی دانشمندان روی این موضوع متمرکز بودند که چگونه می‌توان از آفتاب صحرا برای تامین انرژی محلی سود جست و در نهایت، آن را به اروپا هم صادر کرد. یکی از راهکارهای پیشنهادی، پروژه‌ای موسوم به Desertec بود که در سال 2009 ارائه شد و به سرعت، سرمایه بانک‌ها و شرکت‌های انرژی را جذب خود کرد. اما این پروژه به سرانجام نرسید؛ چرا که پنج سال بعد اکثر سرمایه‌گذاران به دلیل هزینه‌های بالا کنار کشیدند. علاوه بر مباحث تجاری، برخی از این پروژه‌ها نیز به موجب مسائل سیاسی و اجتماعی مسکوت گذاشته شدند.

یکی از تازه‌ترین طرح‌های پیشنهادی، پروژه TuNur در تونس است که انرژی‌رسانی به بیش از دو میلیون خانه در اروپا را دنبال می‌کند؛ یا «نیروگاه برق خورشیدی نور» در مراکش که هدف از اجرای آن هم صادرات انرژی به اروپا است.

دو تکنولوژی قابل استفاده در صحرای بزرگ آفریقا

در حال حاضر دو تکنولوژی کاربردی برای تولید برق از آفتاب صحرا وجود دارد: یکی توان خورشیدی متمرکز شده (CSP) و دیگری پنل های خورشیدی فتوولتائیک (photovoltaic) که هرکدام دارای مزایا و معایبی هستند.

در تکنولوژی CSP از لنزها یا آینه‌هایی برای متمرکز کردن انرژی خورشید روی یک نقطه استفاده می‌شود و حاصل کار، تولید گرمای شدید است. این حرارت از طریق توربین‌های بخار متداول، برق تولید می‌کند. برخی سیستم‌ها نیز از نمک مذاب برای ذخیره انرژی استفاده می‌کنند که باعث می‌شود تولید برق در تاریکی شب هم ادامه داشته باشد.

انرژی خورشیدی متمرکز شده

به نظر می‌رسد در صحرای بزرگ آفریقا به دلیل حرارت بالا، آسمان صاف و تابش مستقیم خورشید؛ CSP گزینه مناسب و کارامدتری باشد. با این حال، احتمال پوشیده شدن لنز و آینه‌ها در اثر طوفان شن وجود دارد؛ ضمن اینکه توربین و سیستم‌های بخار هم فناوری پیچیده‌ای دارند. اما مهم‌ترین نقص این تکنولوژی، نیاز به استفاده از منابع محدود آب است.

در سوی دیگر، پنل های فتوولتائیک یا PV با استفاده از مواد نیمه رسانا، انرژی خورشید را مستقیما به برق تبدیل می‌کنند. این تکنولوژی مرسوم‌ترین نوع بهره‌برداری از انرژی خورشیدی است؛ چرا که هم به صورت شبکه و هم در سطوح کوچک کاربرد دارد و حتی می‌توان پنل‌ها را روی ساختمان‌های مجزا نصب کرد. مضاف بر اینکه در هوای ابری نیز خروجی قابل قبولی خواهیم داشت.

پنل های خورشیدی فتوولتائیک

اما نقطه ضعف پنل های خورشیدی PV این است که وقتی به شدت گرم می‌شوند، بازدهی‌شان کاهش می‌یابد. این ویژگی برای منطقه‌ای از دنیا که دمای تابستان حتی در سایه به 45 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، اصلا چیز خوبی نیست؛ بنابراین در گرم‌ترین ساعات روز، نیاز به خنک‌کننده خواهند داشت. مشکل پوشیده شدن پنل‌ها در اثر طوفان شن اینجا هم پابرجاست که باعث کاهش دوچندان کارایی آن‌ها می‌شود.

در هر دو تکنولوژی بسته به شرایط آب و هوایی، مقداری آب برای شستن آینه‌ها و پنل‌ها نیاز است که باید به این مساله هم توجه شود. با این اوصاف اکثر محققان، استفاده توامان از هر دو شیوه و ایجاد یک سیستم انرژی‌زایی هیبرید را توصیه می‌کنند.

شاید صحرای بزرگ آفریقا برای گیاهان و جانوران مهمان‌نواز نباشد؛ اما یک منبع بلقوه برای انرژی پایدار است. در واقع تنها بخش کوچکی از این صحرا می‌تواند به اندازه‌ی کل نیاز قاره‌ی آفریقا، انرژی تولید کند. با پیشرفت علم و تکنولوژی هم می‌توان انتظار کاهش هزینه‌های اجرایی و افزایش کارایی سیستم‌ها را داشت.

Let’s block ads! (Why?)

بازدیدها: 2

ادامه مطلب

زندگی در مریخ گونه جدیدی از انسان‌ها را به وجود می‌آورد

زندگی در مریخ

03 خرداد 98 ساعت 14:15

این روزها بسیاری از شرکت‌های فضایی بین‌المللی و خصوصی به دنبال فراهم کردن شرایط زندگی در مریخ هستند، اما دانشمندان بر این باورند که زندگی انسان در سیاره مریخ باعث ایجاد گونه جدیدی از انسان‌ها خواهد شد.

بسیاری از شرکت‌های فضایی بین‌المللی و خصوصی مانند ناسا و اسپیس ایکس به دنبال فراهم کردن شرایط زندگی در مریخ هستند، اما اسکات سولومون، متخصص زیست‌شناسی دانشگاه رایس بر این باور است که زندگی در سیاره سرخ می‌تواند بر روی انسان تاثیرات زیادی بگذارد و نحوه نگرش و وضعیت فیزیکی و بدن انسان‌ها به کلی تغییر پیدا خواهد کرد. وی افزود اگر انسان‌ها در طولانی مدت در سیاره مریخ زندگی کنند، به ناچار ازدواج‌هایی در آنجا انجام می‌شود که قطعا تولید مثل در سیاره سرخ نسبت به زمین بسیار متفاوت خواهد بود؛ به بیانی دیگر نوزادان با تغییرات زیادی مواجه می‌شوند و شاهد ایجاد گونه جدیدی از انسان‌ها خواهیم بود.

تغییرات بدن انسان با زندگی در مریخ

اسکات سولومون در ادامه اظهار کرد زندگی در سیاره سرخ بر روی انسان‌های ساکن آنجا تغییرات زیادی را در کوتاه مدت ایجاد می‌کند که این تغییرات پس از گذشت دو نسل به وضوح قابل مشاهده خواهد بود. از مهم‌ترین دلایل ایجاد این تغییرات می‌توان به جاذبه اشاره کرد که حدود یک‌سوم سیاره زمین است و همین موضوع استخوان‌های انسان را ضعیف‌تر و آسیب‌پذیرتر می‌کند. از این رو به مرور زمان چگالی استخوان‌های انسان‌هایی که در مریخ زندگی می‌کنند بیشتر شده و قوی‌تر خواهند شد. همچنین پوست بدن ساکنان مریخ نیز به دلیل مقابله با اشعه رادیواکتیو تغییر پیدا کرده و قوی‌تر می‌شود و سیستم تنفس آن‌ها نیز برای جذب بهینه اکسیژن با تغییرات زیادی همراه خواهد شد.

Let’s block ads! (Why?)

بازدیدها: 2

ادامه مطلب

ساخت یک سگ رباتیک نسبتا ارزان با قابلیت رقصیدن و پشتک زدن!

گروهی از دانشجویان استنفورد، موفق به خلق یک سگ رباتیک آکروبات‌باز شدند. این ربات که داگو (Doggo) نام دارد، در قالب یک پروژه متن باز و با مواد اولیه‌ای ساخته شده که به سهولت در دسترس هستند؛ در نتیجه هزینه ساخت پایینی داشته است.

ربات هایی با خصلت‌های سگ مانند، چیز جدیدی نیستند؛ اما هنوز نمی‌توان یکی از آن‌ها را با توانمندی‌هایی غیر از انجام کارهای پایه‌ای، خریداری کرد. از طرفی جدیدترین سگ رباتیک آیبو (Aibo)، ظاهر بامزه و دلربایی دارد؛ ولی چندان ورزشکار نیست.

برای گذر از این محدودیت‌ها، چاره‌ی کار شاید نزد همین دانشجویان باشد. ربات چهارپای آن‌ها می‌تواند برقصد، پشتک بزند، بپرد یا یورتمه برود؛ تمام این‌ کارها را هم بدون نیاز به سخت افزار آن‌چنانی و با هزینه‌ی ساخت کمتر از 3000 دلار انجام می‌دهد.

سگ رباتیک داگو

داگو به جای استفاده از فنر برای جست و خیز کردن، از موتورهای خارجی سنجش نیرو (force-sensing) برخوردار است که سطح نیرو و گشتاور لازم برای هر حرکت را تعیین می‌کنند. اگر ربات از موقعیت خود خارج شد، موتورها آماده‌ی عکس‌العمل برای اصلاح حرکت آن هستند.

سگ رباتیک داگو کوچک، اما قوی‌تر از آن است که به نظر می‌رسد. به علت سبک و جمع‌وجور بودن هم، می‌تواند پرش‌هایی به ارتفاع بیش از یک متر داشته باشد. البته نباید آن را یک ربات همه چیز تمام بدانیم؛ چرا که نیازمند کنترل دستی است و برخلاف ربات SpotMini بوستون داینامیکس، نمی‌تواند در را برای شما باز کند.

با این حال به کار رفتن قطعات آماده در ساختار داگو، آن را بیش از هر محصول مشابه دیگری، قابل دسترس جلوه می‌دهد. مهم‌تر از همه اینکه متن باز است و هر کسی که با فوت‌‌وفن مهندسی آشنا باشد، می‌تواند روی داگو کار کند و قابلیت‌هایش را افزایش دهد؛ آن را به یک پیک رباتیک یا یک همدم برای خود تبدیل کند!

سگ رباتیک استنفورد داگو (Doggo)

Let’s block ads! (Why?)

بازدیدها: 1

ادامه مطلب