Ali Pourahmad
23 یادداشت منتشر شدهتولید مستقل برق از چرخ های خودرو با استفاده از لاستیک های مجهز به سیستم پیزوالکتریک
اختراع تولید مستقل برق از چرخ های خودرو با استفاده از لاستیک های مجهز به سیستم پیزوالکتریک
در این یاداشت بطور کوتاه و خلاصه به بررسی "تولید مستقل برق از چرخ های خودرو با استفاده از لاستیک های مجهز به سیستم پیزوالکتریک" از سری اختراعات منتشر شده من میپردازیم.
لازم به اشاره میدانم, یاداشت زیر تنها مختصری از بخش "مقدمه مقاله اصلی" است, لذا در صورت علاقمندی می توانید توضیحات فنی جامع و کامل این اختراع را به تفصیل در بخش زبان فارسی وب سایت "سیاره علوم" www.sciencesplanet.com مطالعه و همچنین ویدیوی خلاصه فیلم این اختراع را مشاهده فرمائید. ضمن احترام, این یاداشت بعنوان بخشی از مقاله اختراعات من تحت قانون "مالکیت معنوی" بوده و صرفا جهت اطلاع رسانی عموم است لذا هر گونه کپی برداری و استفاده غیر مجاز از توضیحات, تصاویر تخصصی و ایده های بازگو شده در این یاداشت ممنوع می باشد.
خودرو های مدرن امروزی فراتر از یک وسیله جهت حمل نقل محسوب می شوند زیرا با تجهیز به سیستم های متنوع و پیچیده الکترونیکی قابلیت هایی را برای سرنشینان فراهم می کنند که از یک وسیله جابجایی ساده فراتر می رود. از سیستم های ایمنی گرفته تا انواع سرگرمی، کنترل موتور، ناوبری, ارتباط با اینترنت و سایر موارد دیگر که همگی به بخش مهمی از ضرورت های یک خودرو تبدیل شده است. از سوی دیگر پیشرفت های تکنولوژی در صنایع الکترونیک باعث شده که استفاده از قطعات و دستگاه های متکی به الکترونیک, بیش از پیش در خودروها افزایش یابد. این افزایش با ورود تجهیزات و تولیدات متنوع نانو الکتریک سرعت گرفته و به یکی از نگرانی های افزایش اجتناب ناپذیر تولید و مصرف الکتریسیته در این صنعت بدل شده است.
با افزایش روز افزون و اجتناب ناپذیر انواع قطعات کوچک و بزرگ الکترونیکی, تبعا نیاز به تولید الکتریسیته نیز در یک خودرو بیشتر می شود. با اینحال با تمام محدودیتهای تولید الکتریسیته در یک خودرو, اما همچنان تقاضای عموم برای استفاده از خودروهایی با امکانات و آپشن های الکترونیکی بیشتر, رو به افزایش است. این موضوع باعث شده که پیدا کردن راهکارهای نوین برای تولید بیشتر الکتریسیته در یک خودرو به یکی از مهمترین چالش های خودروسازان در سطح جهان تبدیل شود. سنسورها, عملگرها, واحدهای کنترل الکترونیکی, الکترونیک قدرت, شبکه های ارتباطی, اجزای رابط کاربری, کنترل پیشرفته بدنه BCM و موتور ECU, ایمنی افزایش یافته ESC و ABS, راحتی و آسایش, ناوبری و اتصال ماژول های GPS, مدیریت انرژی, و رانندگی خودکار , سنسورهای فشار, سنسورهای دما, حسگرهای مجاورت, سنسورهای سرعت, سنسورهای اکسیژن, سنسورهای موقعیت, سنسورهای نور, سنسورهای باران, و سنسورهای اینرسی که همگی بعنوان فاکتورهای "انرژی خوار" در یک خودرو محسوب می شوند تنها بخشی از ضروریات الکترونیکی در یک خودروی مدرن و امروزی هستند. هر چند باتری های نسل جدید تا حدودی به کمک رفع این چالش آمده اند اما برق مورد نیاز برای ذخیره در باتری می تواند بار فشار بر موتور و بالا رفتن مصرف سوخت و انرژی و همچنین استهلاک بیشتر قطعات موتور را در پی داشته باشد که این موضوع نه برای صنایع خودروسازی خوشایند می باشد و نه برای مصرف کننده و صاحب خودرو بصرفه و مطلوب است.
اکثر خودروها معمولی, برای کار با یک باتری ۱۲ ولتی با توان تولید ۶۰۰ آمپر طراحی شده اند. در این باتری های شش سلولی, وقتی باتری کاملا شارژ شود ۱۲.۶ ولت برق تولید می گردد, بعبارتی یک باتری خودرو می تواند بسته به نوع و اندازه وسیله نقلیه، از ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ آمپر ذخیره کند اما با این حال، میزان برق تولید شده با تخلیه باتری کاهش می یابد. جبران این کاهش ذخیره الکتریسیته در خودروهای غیر الکتریکی بر عهده دینام (Alternator) است که انرژی مکانیکی تولید شده توسط موتور دیزل را به انرژی الکتریکی تبدیل و باتری را شارژ می کند اما در خودروهای الکتریکی شارژ باتری اجبارا بر عهده انواع ایستگاه های شارژ است که بهرحال در هر دو نوع خودرو, با مشکل بار فشار اضافی بر موتور و اتلاف انرژی و وقت روبرو هستیم.
مجموع این مشکلات و نگرانی ها برای تولید الکتریسیته در یک خودرو (بدون افزایش بار اضافی بر موتور خودرو و یا بالا رفتن مصرف سوخت و انرژی) باعث گشت که من ایده تولید الکتریسیته از لاستیک های چرخ یک خودرو برای بخشی از قطعات الکترونیکی را خلق کنم. در حقیقت بنای اولیه ایده من بر پایه اثر پیزوالکتریک و استفاده از فشار ایجاد شده بین دو سطح و تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و بالعکس است. به بیان ساده تر هنگام رخ دادن تنش مکانیکی، بارهای الکتریکی در برخی مواد تولید گردیده و یا با اعمال میدان الکتریکی ابعاد آنها تغییر می کند که به فرآیند این پدیده قابل برگشت، اثر پیزوالکتریک مستقیم (Direct piezoelectric Effect) گفته می شود که نحوه عملکرد این اختراع در بخش توضیحات کامل فنی بر روی نشریه رسانه سیاره علوم شرح داده شده است.
مثابه سایر اختراعات, این اختراع نیز قابلیت توسعه و ظرفیت بهینه سازی بیشتر را داشته و با استفاده از این لاستیک پیزوالکتریکی می توان کمک شایانی به رفع محدودیت تولید برق جهت مدارهای الکترونیکی در انواع خودرو نمود.
