فنلاندی‌ها چگونه با بحران انرژی کنار می‌آیند؟/ ماجرای ساخت «باتری شنی» چیست؟

فنلاندی‌ها چگونه با بحران انرژی کنار می‌آیند؟/ ماجرای ساخت «باتری شنی» چیست؟


در این میان، روسیه هم کاهش شدید انتقال انرژی به اروپا را کلید زده و همین موجب شده که کشورهایی به تکاپو بیفتند تا راه‌هایی تازه برای تامین انرژی پیدا کنند.

ساده‌ترین راه، افزایش واردات گاز مایع (LNG) از کشورهایی مانند قطر، آمریکا و استرالیا است که صادرکنندگان بزرگ این حوزه هستند و مازاد تولید گاز مایع دارند.

اما این شکل از تامین انرژی هم سقفی دارد و ظاهرا سقفش پر شده است. (مثلا فرانسه و آلمان با قطر مذاکره کرده‌اند تا خیلی فوری گاز مایع تحویل بگیرند.)

دومین راه‌حل، استفاده از انرژی‌های نو (عموما خورشیدی و بادی) است که باز هم تامین تجهیزات آن زمان می‌برد و امروز و فردا آماده نخواهد شد.

در این میان، فنلاندی‌ها روشی تازه ابداع کرده‌اند و می‌خواهند به سرعت آن را گسترش بدهند تا از این پیچ تاریخی در تامین انرژی عبور کنند.

آنها می‌خواهند انرژی را در شن ذخیره کنند.

بی‌نهایت ساده و احتمالا تکثیرپذیر

راهکار فنلاندی‌ها بسیار ساده است و عجیب است که تا امروز چنین راهکاری به شکل گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است.

کل ایده، در واقع یک «باتری شنی» غول‌پیکر است که ماده اصلی تشکیل‌دهنده آن شن است، نزدیک به ۱۰۰ تن شن.

عنوان «باتری» به این دلیل روی این روش گذاشته شده که می‌تواند انرژی را ذخیره کند، آن هم به شیوه‌ای ساده که بسیاری از ما تجربه‌اش کرده‌ایم.

 

ساخت «باتری شنی» توسط فنلاند Construction of sand battery by Finland

 

اگر در روزهای آفتابی در ساحلی شنی کمی شن‌ها را جا‌به‌جا کنید، می‌بینید که زیر شن‌ها گرمِ گرم است. این گرما در واقع تا پاسی از شب هم آنجا باقی می‌ماند و ناشی از «مقاومت حرارتی» (Thermal resistance) بالایی است که شن دارد.

به عبارت ساده، شن مانند یک عایق حرارتی عمل می‌کند که به این سادگی اجازه انتقال حرارت به بیرون را نمی‌دهد و گرما را در خودش ذخیره می‌کند.

به طور کلی هم در مورد یک «باتری» صحبت می‌کنیم که فلسفه‌اش این است که انرژی را زمانی که کمبود نداریم ذخیره کند و زمانی که با کمبود مواجه شده‌ایم، آن را آزاد کند.

 

با این «باتری شنی» چه می‌توان کرد؟

تنها نکته این است که این «باتری شنی» غول‌آسا (با ۱۰۰ تن شن در درونش) تنها قادر است که گرما را در خود نگه دارد و بر خلاف باتری‌های معمولی، نمی‌توان از آن انرژی الکتریکی گرفت، البته دست‌کم فعلا.

به عبارت دیگر، این «باتری شنی» می‌تواند جایی را گرم کند، اما به این سادگی نمی‌توان از آن برق گرفت.

اما همین هم برای خودش پیشرفت بزرگی است.

بخش عمده مصارف خانگی انرژی، به ویژه در کشورهایی سردسیر مانند فنلاند، در قالب انرژی گرمایی است و نه انرژی الکتریکی. در واقع، گرم‌کردنِ خانه‌ها انرژی بیشتری می‌طلبد تا مثلا سشوار کشیدن موها.

این باتری می‌تواند تا ماه‌ها گرما را در خود ذخیره کند و در موقع لزوم، آن را تحویل دهد.

برای گرم‌کردنِ شن‌ها هم می‌توان از ساعت‌های طولانی روز (گاه تا ۲۰ ساعت در تابستان‌ها) در سرزمینی مانند فنلاند که در عرض جغرافیایی بالایی قرار دارد، استفاده کرد.

 

sand-battery ساخت «باتری شنی» توسط فنلاند Construction of sand battery by Finland (2)

 

اگر این باتری در ایران مورد استفاده قرار بگیرد، در ترکیب با توربین‌های آبی می‌توان از آن برای تولید برق هم استفاده کرد، چرا که در ایران تقریبا همیشه نقطه‌ای آفتابی داریم.

در جایی مانند ایران، از توربین‌های بادی هم می‌توان استفاده کرد تا انرژی الکتریکی تولید کنند، آن را در قالب انرژی گرمایی در «باتری شنی» به دام بیندازند و مثلا در روزهای سرد زمستان برای گرمایش شهری مورد استفاده قرار بدهند.

 

خیلی ارزان‌تر از آنچه فکر می‌کنیم

فناوری باتری‌ها روز به روز در حال توسعه است و حالا که در عصر باتری‌های «یون-لیتیومی» و باتری‌های «نانو-سیم» (Nanowire) هستیم، ابداعاتی از قبیل «باتری شنی» بسیار جالب توجه هستند.

برای تولید باتری‌های «یون-لیتیومی»، نیاز به عناصر شیمیایی داریم که گران‌قیمت هستند و برای تامین آنها هم انحصاراتی اقتصادی وجود دارد.

مثلا، چینی‌ها بخش عمده تولید عناصر شیمیایی خاص در جهان را در انحصار دارند و به همین دلیل حتی تولید باتری خودروهای الکتریکی در کشورهایی مانند آمریکا، آلمان و ژاپن هم به دلیل کمبود باتری بارها به مشکل برخورده است.

اما شن را تقریبا در هر جایی می‌توان یافت و نکته این است که شن بسیار ارزان است.

ساخت چنین باتری‌هایی یک ایده برای استارتاپ‌ها و شرکت‌های دانش‌بنیان هم هست که این روزها بازارشان گرم شده است.

فقط به این فکر کنید که مثلا انرژی گرمایی مورد نیاز برای یک دامداری، یک مرغ‌داری یا یک گلخانه را به این طریق تامین کنید و از پرداخت هزینه برق هم خلاص شوید. علاوه بر این، اگر همه چیز خوب پیش برود، می‌توانید برای ساخت چنین باتری‌هایی وام تاسیس شرکت دانش‌بنیان هم دریافت کنید. چرا که نه؟!

 



ارسال نظر


اگر تصویر خوانا نیست اینجا کلیک کنید
همزمان با تأیید انتشار نظر من، به من اطلاع داده شود.
* نظر هایی كه حاوی توهین است، منتشر نمی شود.
* لطفا از نوشتن نظر های خود به صورت حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.


پرشین ابزار دقیق باتجربه چندین سال در زمینه فروش تجهیزات ابزار دقیق با معروف ترین برندها که دارای بالاترین کیفیت ها و مناسب ترین قیمت ها است فعالیت می کند و توانسته سهم خوبی از بازار ابزار تجهیزات اندازه گیری را به خود اختصاص دهد. ابزار دقیق با کمک ابزاری مانند فلومتر، روتامتر، لول ترانسمیتر، فلو سوئیچ، لول سوئیچ، شیربرقی، سنسور فشار، گیج فشار یا مانومتر و ... پارامترهای مختلفی مانند دما، فشار و جریان را اندازه گیری می کند.

در اندازه گیری مقدار یک کمیت با یک استاندارد مشخص مقایسه می شود و نتیجه به دست آمده به صورت عدد نمایش داده می شود. حال در صنعت برای اندازه گیری کمیت های مختلف مانند دما، فشار و جریان با تجهیزات ابزار دقیق اندازه گیری می کنیم. تجهیزات به 4  گروه عمده تقسیم می شوند:

  1. تجهیزاتی که فقط اندازه گیری کرده و روی نمایش گر خود نشان می دهد.
  2. تجهیزاتی که اندازه گیری می کنند و عدد به دست آمده را ثبت می کنند.
  3. ابزارهایی که این کمیت ها را کنترل می کند.
  4. ابزارهایی که هر سه وظیفه کنترل، ثبت و نمایش را انجام می دهد.

معرفی سیستم ها و تجهیزات ابزار دقیق

تجهیزات ابزار دقیق را می توان با کمک یک مثال ساده بیان کرد. فرض کنید در سیستم تنظیم خودکار سوخت موتور، ترانسمیتر فشارو سنسور سرعت وضعیت موتور را مورد بازبینی قرار می دهد. اطلاعات بدست آمده از طریق این سنسورها به وسیله یک پردازنده مانند شیربرقی به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شود و نهایت برای کنترل موتور وظایف مربوطه را انجام می دهد.

انواع فرآیند های کنترل

یکی از روش های انتخاب تجهیزات ابزار دقیق تشخیص این است که دقیقاً چه هدفی دارید و باید ماهیت فرآیند مشخص شود. آیا شما قصد دارید فشار، دما، سطح یا جریان را اندازه بگیرید. هرکدام از این کمیت ها ابزار متفاوتی را دارد که در ادامه با انواع آنها آشنا خواهید شد.

ابزار اندازه گیری دما

از این ابزارها در صنعت بسیار استفاده می شود به عنوان مثال در صنعت پزشکی، دارویی، صنعتی و ... برای اندازه گیری میزان سردی و گرمی یک جسم و مشخص کردن میزان دما از این ابزارها استفاده می کند که به دو دسته کلی ترمومتر و ترموکوپل دسته بندی می شود.

ابزار اندازه گیری فشار

ازنظر فیزیکی فشار مقدار نیرویی است که به سطح وارد می شود. حال میزان فشار وارد شده بر جسم، مایع یا سیال بسیار اهمیت دارد به همین دلیل برای اندازه گیری آن از روش و تجهیزات مختلفی استفاده می شود. فشاری که از در لوله و اتصالات در جریان است در صورتی که تحت کنترل و محدوده مشخص باشد مشکلی پیش نمی آید که این نظارت و کنترل را می توان به کمک فشار سنج ها که به آنها گیج فشار یا مانومتر می گویند انجام داد.

ابزار اندازه گیری جریان یا فلو

میزان جریان عبوری از یک سطح در یک زمان مشخص جریان یا دبی گفته می شود که میزان آن بر اساس حجم، لیتر یا جرم قابل محاسبه است. برای محاسبه فلو از ابزارهای مختلفی مانند فلومتر، فلو سوئیچ، روتامتر استفاده می کنند.

ابزار اندازه گیری سطح

سطح یکی از پارامتر هایی است که کنترل آن در صنعت از اهمیت بالایی برخوردار است و در صوت رد شدن از سطح مورد نظر ممکن است پیامدهای جبران ناپذیری داشته باشد. لول ترانسیمتر یکی از ابزار هایی است که خروجی الکتریکی متناسب با سطح را ایجاد میکند و بعد از رسیدن به سطح مورد نظر خروجی مورد نظر را نمایش میدهد. از ترانسمیتر ها در اندازه گیری سطح مخزن های مختلف استفاده میشود.