جذب انرژی از سطح جاده با استفاده از فناوری پیزوالکتریک.

در بسیاری از مکان‌ها، از جمله متروها و استادیوم‌های فوتبال در ژاپن، مهندسان کف‌های پیزوالکتریک ساخته‌اند که از حجم زیاد پیاده‌روی برای تولید برق استفاده می‌کنند. با هر شانسی در سال های آینده، پیزوالکتریک به سلاح دیگری تبدیل خواهد شد که می توانیم از آن برای کاهش وابستگی خود به سوخت های فسیلی و دریافت انرژی مورد نیاز خود استفاده کنیم. در ادامه این موضوع را بررسی خواهیم کرد.

یک نیروگاه برق به اندازه جاده های یک کشور

تیمی از محققان دانشگاه لنکستر انگلستان در حال مطالعه و کار بر روی طراحی مواد پیزوالکتریک ویژه ای هستند که می توانند با آسفالت جاده مخلوط شوند و انرژی اصطکاک و حرکت خودروهای عبوری از آن را به برق تبدیل کنند. سرامیک های پیزوالکتریک به طور بالقوه می توانند بیش از 1 میلیون مگاوات برق در ساعت از یک جاده با ترافیک عادی تولید کنند.

ترافیک عادی یعنی جاده ای با 200 تا 300 ماشین در ساعت. به گفته محققان، انرژی حاصل از حرکت خودروها در خیابان را می توان ذخیره کرد و برای اهدافی مانند روشنایی جاده ها و راهروها استفاده کرد. پروفسور محمد صافی یکی از محققان این تیم تحقیقاتی در دانشگاه لنکستر درباره این فناوری می گوید: با کمک سرامیک های پیزوالکتریک توانستیم فناوری مفیدی را طراحی کنیم که از لرزش و اصطکاک جاده به دلیل حرکت ماشین ها

مواد به کار رفته در این فناوری باید از استحکام و دوام بالایی برخوردار بوده و تعادل مناسبی بین هزینه تولید آنها و میزان تولید انرژی وجود داشته باشد. از این مقدار صرفه جویی در هزینه می توان برای بهبود ساختار جاده استفاده کرد.

در همین راستا پروفسور صافی معتقد است سیستم طراحی شده ما می تواند انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند و از این انرژی می توان برای روشنایی جاده ها، چراغ های راهنمایی و یا شارژ خودروهای برقی استفاده کرد. از این فناوری می توان در ساخت جاده های هوشمند، نظارت بر ترافیک و حمل و نقل نیز استفاده کرد.

لازم به ذکر است در این پروژه مطالعاتی محققان دانشگاه لنکستر از همکاری و کمک مهندسان و طراحان مختلف در سراسر اتحادیه اروپا بهره مند شدند و هزینه های این تحقیق نیز توسط اتحادیه اروپا تامین می شود.

با استفاده از ژنراتورهای پیزوالکتریک در زیر آسفالت جاده‌ها، باندها و همچنین ریل‌ها، می‌توان از یک نیروگاه بزرگ که کیلومترها جاده‌های یک کشور را پوشش می‌دهد، استفاده کرد. بر اساس برآوردها، چهارصد کیلووات برق با استفاده از ژنراتورهای پیزو متصل در طول یک کیلومتر بزرگراه تولید خواهد شد.

باید در نظر داشت که قطعات پیزوالکتریک هزینه تولید نسبتا بالایی دارند اما در مقایسه با سایر روش های تولید برق به هیچ وجه باعث آلودگی محیط زیست نمی شوند.

تامین برق مورد نیاز تجهیزات واقع در اطراف جاده با استفاده از سرعت گیر

چندی پیش محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با هدف افزایش سطح ایمنی جاده ها، یک سرعت سنج برای تولید انرژی الکتریکی از چندین منبع انرژی تجدیدپذیر به صورت همزمان راه اندازی کردند.

مجری این طرح با بیان اینکه در زمینه تولید انرژی از زیرساخت های حمل و نقل در دنیا تحقیقات زیادی صورت نگرفته است، گفت: باید چالش های موجود در این زمینه شناسایی، رفع و راهکارهای نوین در زمینه ارائه شود. تولید انرژی از زیرساخت های حمل و نقل

امیرکاظم فرد شاخص ایمنی فعلی در سیستم ترافیک و حمل و نقل، هزینه های مربوط به نگهداری و تعمیر معابر و پیاده روها و مشکلات مربوط به انتقال انرژی الکتریکی برای استفاده در صنعت حمل و نقل را از جمله چالش های موجود در این زمینه دانست. به عنوان یادآوری: بر این اساس طرحی با عنوان «طراحی نسل جدید شتاب دهنده مولد انرژی هیبریدی (HEGSB) در دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرا شد.

وی افزود: بدنه شتاب دهنده هیبریدی تولید برق از پلکسی گلاس اکریلیک شفاف ساخته شده و پنل های خورشیدی بزرگ و پربازده داخل آن قرار گرفته است. ما علاوه بر پنل های خورشیدی، از عنصر پیزوالکتریک نیز برای تولید نیروی الکتریکی در شتاب دهنده استفاده کردیم.

مجری پروژه طراحی این سرعت گیرها را برای استفاده در نقاط بحرانی و بسیار خطرناک جاده به منظور بالا بردن سطح ایمنی جاده دانست و به موارد زیر اشاره کرد: علاوه بر موارد ذکر شده، برخی از مناطقی که می توان با این سرعت گیر استفاده کرد، بنادر، گمرک، فرودگاه ها و مناطق مه آلود دور از تاسیسات برقی و برقی است.

این محقق افزود: با توجه به چالش‌های موجود، به منظور تامین انرژی الکتریکی از راه‌ها، افزایش کیفیت روکش آسفالت با هدف کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش شاخص ایمنی ترافیک و حمل‌ونقل با هدف کاهش مخاطرات ناشی از هزینه‌ها از خطرات احتمالی در شبکه، تقاطع ها و نقاط بحرانی و پرخطر تجربه شد در این طرح استفاده از ترکیبی از انرژی پتانسیل موجود در انرژی تابشی خورشید و انرژی جنبشی و گرانشی موجود در وسایل نقلیه در حال حرکت برای تولید آن است. برق از جاده ها به تجهیزات الکتریکی در اطراف جاده.

وی با بیان اینکه این سرعت گیر برای استفاده در نقاط خطرناک و بحرانی جاده مانند ورودی تونل ها و پیچ های تند در مناطق سردسیر طراحی شده است، تصریح کرد: یکی دیگر از کاربردهای مهم آن تامین برق مورد نیاز تجهیزات واقع در اطراف است آن را جاده مانند آبپاش های زمستانی یا فعال شدن سیگنال های خبری است که هشدار دهنده هستند.