• خرید vpn
  • ما هنـوز به فـردایی روشـن امید داریم

    صفحه اصلی » اخبار خودرو , گوناگون » ماشین هایی که گرما مصرف می کنند
    کد خبر : 220796

    ماشین هایی که گرما مصرف می کنند

    ماشین هایی که گرما مصرف می کنند Reviewed by Aryan on Dec 18Rating: به طور متوسط حدود دو سوم از انرژی سوخت مصرفی اتومبیل ها و وسایل نقلیه سنگین به صورت گرما به هدر می رود. این در حالی است که مواد نیم رسانایی هستند که می توانند انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل…

    ماشین هایی که گرما مصرف می کنند Reviewed by Aryan on Dec 18Rating:

    به طور متوسط حدود دو سوم از انرژی سوخت مصرفی اتومبیل ها و وسایل نقلیه سنگین به صورت گرما به هدر می رود. این در حالی است که مواد نیم رسانایی هستند که می توانند انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند یا به اصطلاح مواد ترموالکتریک این قابلیت را دارند که گرمای تلف شده در اتومبیل ها را به دام انداخته و مجددا به چرخه مصرف وارد کنند و در نتیجه مصرف سوخت خودروها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند، اما راندمان پایین مواد ترموالکتریک موجود و همچنین هزینه های بسیار بالایی که برای استفاده از آنها باید اختصاص داده شود ازجمله محدودیت هایی هستند که کاربرد این گروه از مواد در خودروها و وسایل نقلیه را با مشکل مواجه ساخته اند.

    تبدیل مستقیم انرژی گرمایی به الکتریسیته موضوع جدیدی نیست بلکه از سال ۱۸۲۱ محققان به روش هایی برای انجام این کار دست یافته بودند، اما از آنجا که مواد نیم رسانایی که قابلیت تبدیل گرما به انرژی الکتریکی دارند از کارایی مطلوب و مناسبی برخوردار نبوده اند، بنابراین استفاده و کاربرد این مواد تنها به مواردی نظیر کاوش در اعماق فضا محدود بوده است.

    پیشرفت های اخیر به دست آمده در حوزه نانوفناوری، جان تازه ای به این روش قدیمی بخشیده است و از این رو بسیاری از خودرو سازان بزرگ در سطح دنیا نظیر جنرال موتورز و BMW در تلاش هستند تا با استفاده از این روش علاوه بر افزایش بازده سوخت مصرفی خودروها بتوانند در آینده ای نه چندان دور مولدهای ترموالکتریکی را جایگزین سیستم های مولد برق متناوب و حتی شاید موتورهای احتراق داخلی خودروهای امروزی سازند و به این ترتیب به نظر می رسد که با آغاز چنین تصمیمی از سوی شرکت های بزرگ و مطرح خودروسازی در سطح دنیا می توان آینده خوبی را برای این گروه از مواد پیش بینی کرد که موجب گسترش کاربرد آنها در زمینه های مختلف خواهد شد.

    ● وقتی ترموالکتریک قدم به صنعت خودروسازی می گذارد

    جالب است بدانید که تنها ۳۰ درصد از انرژی حاصل از سوخت مصرفی خودروها به تامین انرژی لازم برای به حرکت درآوردن آنها و همچنین تامین انرژی الکتریکی لازم برای استفاده از امکانات جانبی خودروها نظیر روشنایی و سیستم پخش موسیقی اختصاص می یابد و ۷۰ درصد این انرژی به صورت انرژی گرمایی هدر می رود، اما نسل جدید مواد ترموالکتریک این انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و در نتیجه بار مسوولیت تولید انرژی الکتریکی در موتور خودرو را برعهده گرفته و در مصرف سوخت صرفه جویی می کنند، اما پیش از این که بتوان از این روش به طور گسترده استفاده کرد باید به روش های جدیدی برای کاهش هزینه و همچنین افزایش کارایی این مواد دست یافت.

    سیستم های گرمایشی و سرمایشی صندلی اتومبیل ها نمونه ای از کاربرد مواد ترموالکتریک در صنعت خودروسازی هستند. در حقیقت در این صندلی ها، سیستم های گرم کننده و خنک کننده براساس یک نسخه قدیمی از این فناوری که امروزه به عنوان روشی برای بهینه سازی مصرف سوخت خودروها مطرح شده، طراحی شده اند.

    در این صندلی ها، مواد ترموالکتریک با انتقال انرژی گرمایی براساس جهت جریان موجب گرما یا سرمای نشیمنگاه و تکیه گاه صندلی می شوند. به گفته محققان، اگر بتوان از این مواد در ساخت لوله اگزوز خودروها استفاده کرد می توان از گرمای خروجی آنها، انرژی الکتریکی تولید کرد که مکمل انرژی الکتریکی تولیدشده در موتور خودرو باشد و نیروی الکتریکی لازم برای سیستم های الکتریکی خودروها را تامین کند.

    اگر این فناوری مراحل آزمایشی را به خوبی پشت سر بگذارد، می تواند به طور کامل جایگزین مولد برق خودروها شده و انرژی لازم برای پمپ های آب و روغن خودرو را تامین کند و انجام دیگر وظایف را نیز به عهده موتور خودروها بگذارد که این کار نه تنها موجب صرفه جویی در مصرف سوخت، بلکه موجب بهبود عملکرد موتور خودرو خواهد شد. براساس بررسی های انجام شده اگر تنها کارخانه جنرال موتورز از این فناوری در تولید خودروهای جدید خود استفاده کند بیش از ۱۰۰ میلیون بشکه بنزین در هر سال صرفه جویی خواهد شد.

    ● نسل جدیدی از مواد ترموالکتریک

    شرکت های اتومبیل سازی شورولت، فورد و BMW نخستین خودروسازانی هستند که تا پایان تابستان امسال، از مواد ترموالکتریک جدید برای تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز برخی از خودروهایشان به صورت آزمایشی استفاده خواهند کرد. به این ترتیب BSST یکی از شرکت های پیشگام در توسعه این فناوری است که خودروسازان بزرگ دنیا، مشتریان فناوری توسعه داده شده او خواهند بود.

    BSST قصد دارد از گروه جدیدی از مواد ترموالکتریک که ترکیبی از ۲ فلز Hafnium و Zirconium است در تولید خودروهای جدید فورد و BMW استفاده نماید که در دماهای بسیار بالا در حدودی که برای یک موتور احتراق داخلی انتظارش را داریم نیز از عملکرد بسیار خوبی برای تولید الکتریسیته برخوردار است و می تواند راندمان ژنراتور اتومبیل ها را تا ۴۰ درصد افزایش دهد.

    نکته: بسیاری از خودرو سازان بزرگ در سطح دنیا در تلاش هستند با استفاده ازفناوری ترمو الکتریک علاوه بر افزایش بازده سوخت مصرفی خودروها بتوانند در آینده ای نه چندان دور مولدهای ترموالکتریکی را جایگزین سیستم های مولد برق متناوب سازند

    شرکت بزرگ اتومبیل سازی جنرال موتورز نیز تحقیقاتی را درباره گروه جدیدی از مواد ترموالکتریک تحت عنوان Skutterudoles انجام داده است که در مقایسه ارزان تر بوده و در دماهای بالا عملکرد بهتری از خود نشان می دهد.

    مطالعات انجام شده درباره این ماده که به صورت آزمایشی در تولید مدل های جدیدی از شورولت به کار رفته، حاکی از آن است که این فناوری، قادر به تولید ۳۵۰ وات انرژی الکتریکی بوده و مصرف سوخت را تا ۳ درصد بهبود بخشیده است.

    یکی از محدودیت هایی که موجب کندی کار و تعلل سازندگان خودرو در استفاده از این فناوری می شود، دستیابی به ترکیبی مناسب از مواد مختلف است که بتواند از مقاومت گرمایی قابل توجهی برخوردار بوده و همزمان انرژی الکتریکی بیشتری تولید کند. علاوه بر این، محققان در تلاش هستند به جای این که این فناوری را به عنوان یک بخش جانبی به قسمتی از خودرو نظیر لوله اگزوز آن اضافه کنند، آن را در قالب بخشی از موتور طراحی کنند تا از هماهنگی بیشتری با عملکرد دیگر قسمت ها برخوردار باشد.

    ● منابع جدیدی برای تولید انرژی

    باتوجه به افزایش قیمت حامل های انرژی در سطح دنیا، بسیاری از محققان در تلاش هستند تا بتوانند با کمک مواد ترموالکتریک، گرمای ناخواسته ایجادشده در موتورهای احتراق داخلی را به الکتریسیته تبدیل کنند. الکتریسیته تولیدشده می تواند بخش بزرگی از نیازهای الکتریکی خود را تامین کند.گرمای خروجی از لوله اگزوز خودروها از جمله منابع اصلی تولید این گرمای ناخواسته است که از گذشته های دور مطالعات بسیاری درباره چگونگی استفاده مجدد از این انرژی انجام شده است.

    باتوجه به اهمیت این موضوع، خودروسازان بزرگ تلاش خود را بر یافتن راهکارهای جدیدی برای به دام انداختن این انرژی تلف شده در اتومبیل ها متمرکز کرده اند تا بتوانند مصرف سوخت خودروهای تولیدی خود را تا مرز ۱۰ درصد کاهش دهند. به نظر می رسید بهترین گزینه برای رسیدن به این هدف، استفاده از مواد ترموالکتریک باشد. در حقیقت ترموالکتریک دربردارنده راهکارهایی برای تولید الکتریسیته از اختلاف دمای ایجادشده در محیط است. این فناوری شبیه به فناوری پیشرفته ای است که ناسا (سازمان فضایی ایالات متحده آمریکا) سال ها از آن برای تولید الکتریسیته در کاوشگرهای فضایی استفاده می کرده اند. در حقیقت با تاکید بر فناوری ترموالکتریک بود که کاوشگران فضایی به مقاصد بسیار دوردست، جایی که نور خورشید برای تولید الکتریسیته کافی نبود، پرتاب شدند.سیستم های ترموالکتریک به ۲ صورت کار می کنند. اگر به این سیستم ها نیروی الکتریکی اعمال شود، می توان از آنها برای سرمایش و گرمایش استفاده کرد و این همان راهکاری است که در طراحی صندلی های مجهز به این قابلیت به کار رفته است.

    اما یکی دیگر از ویژگی های مهم این مواد که این روزها در صنعت خودروسازی مورد توجه قرار گرفته، توانایی تولید نیروی الکتریکی در نتیجه اختلاف دماست. البته هنوز مشخص نیست که قیمت این ژنراتور ترموالکتریک تا چه اندازه قیمت خودروها را افزایش خواهد داد.

    به گفته محققان، تا تجاری سازی مواد ترموالکتریک در خودروها لازم است چند مرحله آزمایشی دیگر نیز با موفقیت پشت سر گذاشته شود. علاوه بر این BSST اعلام کرده است که در آینده سیستم هایی را برای کنترل دمای داخل اتومبیل ها براساس عملکرد مواد ترموالکتریک طراحی خواهد کرد. به این ترتیب به جای این که برای تغییر دمای اتاق خودرو، هوای زیادی به داخل فضای خودرو منتقل شود از سیستم های ترموالکتریک استفاده خواهد شد تا فرآیند سردشدن یا گرم شدن فضای داخلی خودرو سریع تر اتفاق بیفتد و انرژی کمتری نیز صرف سیستم تهویه هوای داخلی خودرو شود.

    با توسعه مواد ترموالکتریک می توان امیدوار بود در آینده بتوان از انرژی حرارتی اتلافی در نیروگاه های برق و همچنین انرژی گرمایی ناشی از فعالیت توربین های گازی به عنوان منبعی برای تولید الکتریسیته استفاده کرد. به گفته محققان جنرال موتورز و BSST تولید انبوه خودروهای مجهز به فناوری ترموالکتریک مستلزم انجام مراحل آزمایشی دیگری است که پیش بینی می شود تا ۴ سال دیگر به طول انجامد.

    دوره های نوروزی عصر شبکه

    مطالب مرتبط

    ویژه های ایران ویج

    دیدگاهها (۰)



    ;کانال تلگرام ایران ویج اصلاحات نیوز آموزشگاه مهندسی عصر شبکه

    آخرین اخبار و مطالب

    پربحث ترین های هفته

    Sorry. No data so far.