منابع ‌آینده انرژی

تلاش برای دستیابی به منابع جدید تولید انرژی به یک حرکت جهانی تبدیل شده است. در این میان ایده‌های عجیب زیادی نیز مطرح می‌شوند که شاید هیچ‌گاه به واقعیت نپیوندند، اما اگر هر یک از آنها درست از آب در آیند به جرأت می‌توان گفت امنیت تولید انرژی تا حد چشمگیری بهبود پیدا می‌کند.

اگر سری به آزمایشگاه‌های پیشرفته سراسر جهان بزنیم شمار زیادی از دانشمندان را می‌بینیم که روی این مقوله کار می‌کنند. تلاش آنها از ارزش و اهمیت بالایی برخوردار است و استقبال خوبی در محافل علمی سراسر جهان از آنها می‌شود. با این حال تاکنون اتفاق چندان خبرسازی روی نداده است. آنچه در این میان از اهمیت خاصی برخوردار است لزوم ارائه ابتکار عمل‌ها و خلاقیت‌هایی است که بازی پر فراز و نشیب تولید انرژی به روش‌های نو را به سرانجامی مناسب برسانند. برخی از این ایده‌ها در نوع خود بسیار خیالپردازانه و دور از دسترس به نظر می‌رسند.

ماهواره‌هایی که پرتوهای خورشیدی را به سمت زمین منعکس می‌کنند یا توربین‌های بادی معلق در آسمان که در ارتفاع زیادی از سطح زمین پرواز می‌کنند، به گردش در می‌آیند و الکتریسیته تولید می‌کنند از جمله این ایده‌های رویایی به شمار می‌آیند.

گیرنده‌های جدید خورشیدی IBM قادر به جذب 2000 برابری انرژی خورشید هستند

در آینده‌ای نه چندان دور نفت و گاز آنچنان نایاب و گران خواهند شد که همه ما به ناچار باید به منابع تجدید پذیر انرژی روی آوریم. به همین خاطر است که در مغرب زمین تلاش برای بالا بردن کارایی چنین سامانه‌های تأمین انرژی به طور جدی دنبال می‌شود. در همین راستا مهندسان شرکت IBM موفق شده‌اند، گیرنده‌‌های خورشیدی ویژه‌ای را طراحی کنند که هر کدام از چیپ‌های آن قادر به متمرکز نمودن انرژی خورشید تا 2000 برابر نسبت به نمونه‌های معمولی هستند و جالب اینکه بر خلاف نمونه‌های پیشین بابت این همه انرژی متمرکز شده، آسیبی به دستگاه وارد نخواهد شد.

برق قدرت

در بسیاری از کشورهای جهان، دولت شبکهای الکتریکی را به منظور اتصال کلیه مولدها و مصرف کنندههای الکتریکی راهاندازی میکند. این شبکه در اصطلاح «power grid» نامیده میشود. به وسیله این شبکه مصرف کنندههای الکتریکی میتوانند بدون متحمل شدن سختیها و هزینههای مربوط به تولید برق به صورت جداگانه، برق را از شبکه خریداری نمایند. در این میان یکی از وظایف مهندسین برق قدرت، طراحی و نگهداری شبکههای الکتریکی و مصرف کنندههای متصل شده به شبکه‌است. تجهیزات متصل شده به شبکه الکتریکی دراصطلاح «on-grid» نامیده میشوند. این تجهیزات میتوانند به شبکه، توان الکتریکی تزریق کرده یا برعکس از آن توان دریافت کنند یا حتی، هر دو کار را با هم انجام دهند.

مهندسین قدرت، فعالیتهایی را در زمینهی تجهیزات جدای از شبکه یا تجهیزات «off-grid» نیز انجام میدهند. دلیل استفاده نکردن از شبکه دراین نوع مصرف کنندهها عموماً ثابت نبودن این مصرف کنندههاست به صورتی که هزینه اتصال برای آنها در هر جابهجایی، امکان وصل به شبکه را برای آنها غیر ممکن میکند.

امروزه بیشتر شبکههای الکتریکی از توان الکتریکی به صورت سه فاز متناوب استفاده میکنند که دلیل اصلی این انتخاب سهولت در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی بدین صورت است. البته معمولاً در مصرف کنندههای کوچک توزیع به صورت تک فاز صورت میگیرد که این به دلیل ضروری نبودن وجود سه فاز و همچنین ایمنی بیشتر برای این مصرف کنندههاست. با این وجود در صنایع و مصرف کنندههای توان بالا برای بالا بردن بهره وری و استفاده از موتورهای سه فاز، انرژی الکتریکی به صورت سه فاز توزیع میشود.

نقش ترانسفورماتور در سیستمهای انتقال بسیار مهم است چرا که ترانسفورماتورها درسیستم قدرت وظیفه تغییر دامنه ولتاژ را بر عهده دارند .افزایش ولتاژ به وسیله ترانسفورماتور به کاهش جریان میانجامد و طبق قانون توان الکتریکی (که توان با مجذور جریان متناسب است ) با کاهش جریان تا حد امکان، میتوان تلفات را تا حد قابل ملاحظهای کاهش داد، بنابراین افزایش ولتاژ در خطوط انتقال به کاهش تلفات و درنتیجه افزایش بهره وری خطوط انتقال میانجامد.

بنا به دلایل گفته شده در بالا، پستهای تغییر ولتاژ در سراسر شبکههای الکتریکی وجود دارند. این پستها ولتاژ را در نزدیکی مولدها افزایش داده و سپس با نزدیک شدن به مناطق مسکونی و یا مصرف کنندهها برای ایمنی مصرف کننده دوباره ولتاژ را در چند مرحله کاهش میدهند.