Ali Pourahmad
31 یادداشت منتشر شدهسیستم استفاده از انرژی مکانیکی فشار باد خروجی توربین های تهویه هوا در ایستگاه های مترو جهت بازیافت انرژی (باد) هدر رفته و برگشت آن به چرخه تولید برق
در این یاداشت بطور کوتاه و خلاصه به بررسی "سیستم استفاده از انرژی مکانیکی فشار باد خروجی توربین های تهویه هوا در ایستگاه های مترو جهت بازیافت انرژی (باد) هدر رفته و برگشت آن به چرخه تولید برق" از سری مقالات 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 ایده/اختراع را به تفصیل در بخش زبان فارسی وب سایت "سیاره علوم" www.sciencesplanet.com مطالعه و همچنین ویدیوی خلاصه فیلم این ایده را مشاهده فرمائید. ضمن احترام, این یاداشت بعنوان بخشی از مقاله اختراعات و نوآوری ها 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.
در اطراف ما پتانسیل های طبیعی و غیر طبیعی بسیاری وجود دارد که با کمی توجه و صرف خلاقیت می توانیم بهترین راندمان استفاده از آنها را بدست آوریم. خیلی از پتانسیل های ذاتی موجود در طبیعت و یا آن بخشی که حاصل از دستاوردهای تکنولوژیکی زندگی مدرن است همچنان بدون بهره برداری جهت استفاده باقی مانده است. سرعت رشد و وابستگی تکنولوژی های نوین به منابع انرژی مختلف, باعث گشته است که ایده پردازان و خلاقان تئوری های علمی, راه کارهای مختلفی برای دستیابی به منابع پایدار و دوستدار محیط زیست در حوزه انرژی ارائه دهند. در این مقاله, من نیز سعی کردم یک راهکار خلاقانه برای تولید انرژی پاک معرفی کنم که می تواند بخشی از توان مصرفی انرژی الکتریسیته در ایستگاه های مترو را پوشش دهد. بازیافت انرژی مصرف شده (بشرط داشتن توجیه اقتصادی و پتانسیل امکان پذیر بودن) می تواند علاوه بر صرفه جویی در هزینه های اصلی و جانبی, دغدغه تولید مجدد انرژی برای بخشی از مصرف کل را برطرف کند. یکی از زیر ساخت هایی که بخش زیادی از انرژی مصرف شده در آن به هدر می رود سیستم های تهویه مرکزی در ایستگاه های مترو و انشعابات تهویه در مسیر تونل های زیر زمینی منتهی به ایستگاه است. ایده خلق یک طرح جهت بازیافت انرژی مکانیکی از خروجی تهویه مترو زمانی در ذهن من شکل گرفت که پس از خروج از یکی از ایستگاه های شمالی خط یک مترو تهران در مسیر پیاده رو به مقابل دهانه خروجی تهویه زیرزمینی رسیدم که باد بسیار شدیدی توسط فن های خروجی هوا تولید می کرد.
حجم شدت واکنش فیزیکی این باد بحدی بود که چیدمان درختان کنار پیاده رو را به انحناء واداشته بود. در آن لحظه به یاد چرخه فعالیت توربین های بادی افتادم که با استفاده از شدت بادی بمراتب کمتر از آنچه در مقابل آن ایستگاه تجربه کرده بودم تولید انرژی می کنند. قطعا خروجی جابجایی هدفمند و کنترل شده توده های هوا جهت ایجاد مکش یا فشار در یک چرخه تولید می تواند بعنوان ورودی سوخت فعالیت در یک چرخه تولیدی دیگر نیز مورد استفاده قرار گیرد و متاسفانه بسیارند چنین پتانسیل هایی در زیر ساختهای شهری یا صنایع بزرگ که بدلیل عدم توجه به بازیافت انرژی, بسادگی به هدر می روند. همانگونه که در تصاویر این مقاله و نیز در ویدیو انیمیشن این ایده در مقاله اصلی قابل مشاهده است ما می توانیم از یک توربین بادی قدرتمند برای مهار این انرژی که بصورت یک جبهه باد شدید در طول و عرض افقی یا در مختصات عمودی رها می شود استفاده کنیم. توربین های بادی دارای ساختاری متفاوت و متناسب با باد های سطوح مختلف هستند و براحتی با قرار گیری در مقابل بادهای کم فشار نیز به چرخش درآمده و می توانند انرژی مکانیکی را در قالب یک گشتاور قدرتمند از طریق شافت مرکزی به روتور ژنراتور منتقل نمایند که جزئیات آن در مقاله اصلی قابل مطالعه است.
با توجه به شدت فشار باد دهانه خروجی تهویه, این امکان فراهم می شود که بتوان فاصله مناسبی بین توربین بادی تا دهانه خروجی تهویه محاسبه و ایجاد کرد تا از ایجاد ناخواسته هرگونه فشار های اصطکاکی مضاعف جلوگیری گردد. با توجه بر اصل احتمال بروز فشار متقابل سایر نیروهای اصطکاک در فاصله نزدیک با یک منبع تولید فشار, رعایت فاصله مناسب بین توربین بادی و فن های مکش می تواند از بروز تولید هر گونه نیروی اصطکاک که بار اضافی بر فن های مکش تحمیل می کند جلوگیری نماید. در کنار این مزیت, رعایت فاصله باعث می شود فشار باد خارج شده از دهانه تهویه با یک توزیع مساوی و وسیع تمامی انحنای سطح پروانه بلند توربین را پوشش دهد تا شافت توربین به یک حرکت پرقدرت و سریع در توالی چرخشی منظم دست یابد. در نهایت انرژی مکانیکی تولید شده توسط پروانه های توربین بادی به ژنراتور تولید برق منتقل می شود و سپس طی یک شبکه داخلی توزیع ولتاژ جهت مصارف مختلف در ایستگاه مترو مصرف می شود و یا می توان در باتری های نسل جدید جهت مصارف مشخص و خاصی آن را ذخیره نمائیم. واضح است که این میزان از بازیافت انرژی نمی تواند تمام نیاز به انرژی یک ایستگاه بزرگ مترو را پوشش دهد ولی بدون تردید این ایده می تواند بخش زیادی از توان مصرفی بالای هر ایستگاه مترو را تقلیل داده و به کاهش بار فشار بر شبکه توزیع سراسری برق کمک نماید.
یکی از این منابع تولید باد که حسب تجربه نزدیکم, پتانسیل بسیار بالایی نیز در تولید انرژی مکانیکی دارد خروجی توربین های کانال تهویه هوا در ایستگاه های مترو می باشد. معمولا در فضای بالای ایستگاه های زیر زمینی مترو تاسیسات تهویه (فشار و مکش هوا) نصب می شود تا ضمن کوتاه شدن مسافت کانال با سالن های مستقر در زیر زمین, بهترین راندمان تخلیه هوای نامناسب به سمت بالا و نیز تزریق هوای تازه به سمت پایین صورت پذیرد چون همانگونه که میدانیم در شهرهای پر جمعیت سالن ها و راهرو های زیر زمینی مترو معمولا مملو از جمعیت (در حال تردد و یا انتظار جهت نقل مکان) است. که در بخش توضیحات تکمیلی این مقاله بر روی نشریه رسانه سیاره علوم , نحوه " تولید برق از خروجی توربین های تهویه هوا در ایستگاه های مترو" و ساختار تشکیل دهنده این سیستم به تفصیل شرح داده شده است.
