ایران به جمع سه سازنده نوعی موتور پیوست/ ساخت نیروگاه کوچک تولید برق فضاپیما

توسط محققان کشور؛

محققان کشور موفق شدند موتور ترمواکوستیک بر پایه سیکل استرلینگ یا همان ژانراتور تولید کننده برق  و گرما مبتنی بر انرژی خورشیدی را بسازند که این می تواند برق فضاپیما ها را تامین کند.  

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری سفیر افلاک، شهریار زارع رتبه سوم پژوهش های بنیادی در گروه تخصصی مکانیک سی و هفتمین دوره جشنواره خوارزمی را کسب کرد.

 طرح وی تحت عنوان (نوسانگر ترمواکوستیک بر پایه سیکل استرلینگ) طرحی پژوهش بنیادی است که ایران را به سومین کشور دنیا تبدیل می کند.

زارع به وایطه این طرح توانسته موتور ترمواکوستیک بر پایه سیکل استرلینگ  یا همان ژانراتور تولید کننده برق  و گرما مبتنی بر انرژی خورشیدی را بسازد.  این ژانوتور می تواند برق فضاپیما ها را تامین کند.  

شهریار زارع دکترای مکانیک دانشگاه  تهران درباره طرح خود به خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری سفیر افلاک گفت: ما دو نوع موتور های استرلینگ داریم  که به آنها موتور های سینماتیکی و دینامیکی می گویند.

وی ادامه داد: سینماتیکی موتور هایی هستند که به سه بخش الفا، بتا و گاما تقسیم می شوند که موتور های استرلینگ قدیمی هستند  و قدمت 150 ساله دارد.

زارع اضافه کرد: این دسته از موتور ها دارای میل لنگ، شاتون و  فلای ویل  بوده  و از نظر فرآیند ساخت و هزینه مانند بقیه موتور ها هستند؛ اما در موتور های دینامیکی میل لنگ، شاتون و پیشستون ها حذف شده و  باعث می شود تا هزینه ساخت، اصطکاک و فرآیند ساخت  به شدت کاهش یابد در عوض بازده افزایش یابد.

وی با بیان اینکه از سوی دیگر  به تعمیر و نگهداری از موتور  تا سال ها نیازی نیست، افزود: در عین حال هم طول عمر موتور هم ارتقا می یابد.

این محقق که این موتو را با راهنمایی استاد خود «توکل پور صالح» ساخته است در ادامه افزود: راه اندازی موتور به دلیل متصل بودن میل لنگ، شاتون و فلایل وی به هم،  به راحتی بدست نمی آید، چون در موتور جدید استرلینگ دینامیکی، موتور به نوسانگر تبدیل می شود بنابراین راه اندازی آن بشدت سخت و چالش برانگیز است.

زارع  اظهار کرد: برای ساخت این نوع از موتور باید از علوم اکوستیک، مکانیک جامدات و کنترل برق بهره برد و به این علوم مسلط بود تا بتوان اچنین نوع موتور یا همان ژنراتور را ساخت.

این محقق گفت: به عبارتی ساخت موتوری با علم بین رشته ای بسیار دشوار است، چون احتمال دارد این نوع موتور ساخته شود و در لحظه آخر کار نکند بنابراین ریسک ساخت آن بسیار بالاست و خود ما بعد از 8 بار ساخت به این موتور دست یافتیم از این رو ما هم اکنون به سومین کشوری که به این دانش دست یافته است، تبدیل شده ایم.  

به گفته این پژوهشگر، ساخت موتور ترم اکوستیک استرلینگ برای اولین بار در سازمان لاس الاموس زیرمجموعه ناسا در سال 2000 ساخته و در معتبرترین مجله های دنیا منتشر شد.  کشور چین دومین کشوری است که به این دانش دست یافته است.  

زارع درباره کاربرد های این نوع موتور گفت: هدف اول از ساخت این نوع موتور برای استفاده از تامین سوخت فضاپیما ها با سوخت هسته ای است. فضاپیما ها به تولید برق و  ذخیره آن نیاز دارند.

وی افزود: این موتور می تواند جایگزین تامین برق و گرما از صفحات خورشیدی شود. این نوع موتور منبع گرم را به وسیله یک دیش حرارتی  که بوسیله خورشید کانونی گرم می شود، گرما را به منبع اصلی موتور وصل می کند و آن موتور  راه اندازی و برق تولید می کند.

به گفته برنده جایزه خوارزمی، این موتور می تواند با هر منبع گرمی کار کند که  در کمبود برق خیلی خوب  و کاربردی است و می تواند برق را بدون نیاز به نیروگاه تامین کند؛ از این رو به این موتور نیروگاه کوچک هم گفته می شود.

این محقق در ادامه بیان کرد: صفحات خورشیدی به فضای زیادی نیاز دارد  و از سوی دیگر  این صفحات در بهترین حالت (نسل 5) 18 تا 19 درصد است که بعد از 5 سال هم به 5 درصد تقلیل می یابد؛ اما این موتور ساخته شده به فضای بسیار کمی نیاز دارد و بازدهی آن در فضای آزمایشگاهی 30 تا 35 درصد است.

وی گفت: بنابراین تامین برق و گرمای آن نسبت به صفحات خورشیدی بسیار بالاست از سوی دیگر هزینه راه اندازی آن از صفحات خورشیدی بسیار پایین تر است. نیاز به تعمیر و نگهداری ندارد و تا چندین سال بازدهی دارد.  

زارع اظهار کرد: این موتور اگر با حمایت ها صنعتی شود می توانیم بگوییم اولین کشوری هستیم که این مدل را صنعتی سازی کرده است (البته اگر ناسا هم آن را صنعتی کرده باشد هنوز اطلاعاتی را در این باره منتشر نکرده است) به طوری که می توان با این ژنراتور یک مجتمع آپارتمان را با قرار دادن روی پشت بام و اضافه کردن یک دیش با استفاده از انرژی خورشیدی برق و گرما تولید کرد.

وی با بیان اینکه این نوع موتور کاربرد نظامی هم دارد، گفت: می توان در پدافند ها و سایت های موشکی از این موتور استفاده کرد.

زارع با بیان اینکه معمولا برق سایت ها با باتری تامین شده که بعد از مدتی هم باتری آن خراب می شود و این قطعه هم بسیار گران است، گفت: از این رو هزینه این دسته از تجهیزات را بسیار بالا می برد درصورتی که از این موتور جدید استفاده شود به راحتی می توان با هزینه کمتر نور خورشید را در سایت هایی که در نقاط دورافتاده است،  به برق تبدیل کرد.  

به گفته این محقق با صنعتی سازی این موتور می توان در نقاط دورافتاده هم برق و گرما تولید کرد. البته برای صنعتی شدن نیاز به 7 مرحله است و اگر این اتفاق بیفتد و با سرمایه گذاری ریسک پذیر حمایت شویم  می توانیم صادر کننده این نوع موتور باشیم.  

این محقق عنوان کرد: 7 مرحله  باید فاز بندی شود تا به مرحله صنعتی برسیم و اگر صنعتی شود و اولین کشور باشیم امکان صادرات آن وجود دارد.

وی اضافه کرد: خیلی از کشور ها به برقی که از نور خورشید تهیه می شود نیاز دارند از این رو این موتور قابلیت  صادرات به دنیا را دارد.