اقتصاد دانش بنیان

برداشت انرژي از ارتعاشات يکي از جديدترين دستاوردهاي بشر در زمينه انرژي‌هاي تجديد‌پذير است. اگرچه انرژي‌هاي حاصل از باد، آب و خورشيد به عنوان منابعي مهم و عظيم در زمينه انرژي‌هاي پاک به شمار مي‌روند اما گرفتن ارتعاشات و تبديل آن‌ها به نيروي برق ايده‌اي است که اکنون زمان اجراي آن فرا رسيده است. زندگي انسان با حرکت عجين شده است. از حرکت بدن انسان گرفته تا حرکت ماشين‌ها، کشتي‌ها و هواپيماها همه به ايجاد جنبش و ارتعاش منجر مي‌شوند. بر اين اساس، دانشمندان به فکر گرفتن انرژي حاصل از ارتعاشات افتادند و حرکت و جنبش را به عنوان يکي از منابع توليد انرژي در دنياي امروز شناختند. در همين راستا، مرکز انرژي و فناوري‌هاي گلخانه‌اي استراليا، با گسترش سلول انرژي حرکتي، قادر به توليد برق از طريق لرزش و حرکت شده است. همچنين محققان در دانشگاه بريستول در انگلستان در حال بررسي دستگاه‌هايي هستند که با استفاده از حرکت و جنبش در حجم زياد سعي در تصرف انرژي حاصل از ارتعاش دارند. همچنين در دانشگاه کلگري کانادا محققان در حال آزمايش برداشت انرژي برق از ارتعاشات نوازندگان و آلات موسيقي آن‌ها هستند.

آنچه در انرژي ارتعاشي اهميت دارد، اين است که اين انرژي، برخلاف ديگر انرژي‌هاي تجديدپذير که به خورشيد يا باد متکي هستند، تنها بر حرکت استوار است و بر اين اساس، منابع زيادي را در دسترس دارد. اين انرژي مي‌تواند در باتري-هاي قابل شارژ يا مخازن ذخيره شود و يا اين‌که از طريق يک دستگاه، به‌سادگي، با استفاده از ارتعاشات تکراري، يک جريان ثابت از برق را ارائه دهد.

سلول انرژي جنبشي

سلول انرژي جنبشي يک منبع انرژي کوچک تجديدپذير است که در استراليا شناخته شد. اين انرژي قادر به توليد برق از حرکت اتوميبل‌ها، کاميون‌ها و انسان‌هاست. اين منبع کوچک انرژي مي‌تواند جايگزين باتري‌هاي استاندارد و قليايي کوچک شود و در نتيجه آن مي‌توان به کاهش آلودگي هوا که از طريق باتري‌هاي شيميايي رخ مي‌دهد، اميدوار شد. اين اختراع استراليايي طوري طراحي شده است که مي‌تواند به صورت متناوب کار کند يا در حالت روشن يا خاموش قرار بگيرد. فناوري اين دستگاه از هفت مؤلفه تشکيل شده است و شامل يک ابتکار جديد از ساختار سيم‌پيچ است. اين دستگاه قادر به تنظيم طيف گسترده‌اي از ارتعاشات براي بهينه‌سازي عملکرد خود است. همان‌گونه که گفته شد، سلول انرژي جنبشي مي-تواند جايگزيني مناسب براي باتري‌هاي الکتريکي باشد، ضمن اين‌که براي انواع شرايط آب و هوايي نيز مناسب است. اين سلول‌هاي انرژي حرکتي در حال حاضر به اندازه يک باتري 9 ولتي هستند، اما برنامه‌هايي براي کوچک‌تر کردن آن‌ها نيز در دست اجراست.

جالب است بدانيد يک تيم تحقيقاتي در دانشگاه بريستول به بررسي اين نکته پرداخته است که چگونه ارتعاشات ايجاد شده از ماشين‌آلات، مانند هلي‌کوپتر و قطار، براي توليد نيروي برق استفاده مي‌شوند. طبق نظر محققان، حتي ارتعاشات ناشي از بدن انسان و لوازم خانگي نيز مي‌توانند براي اين منظور تحت کنترل قرار گيرند و به توليد نيروي برق پرداخت. يکي از دستگاه‌هاي کارآمدي که در اين راستا ساخته شده است با استفاده از پديده‌اي به نام ايجاد طنين براي تقويت ارتعاشات کوچک به توليد انرژي‌هاي مفيد جنبشي مي‌پردازد. با استفاده از اين دستگاه مي‌توان طيف گسترده‌اي از فرکانس‌هاي ارتعاشات را به طور همزمان پردازش کرد در حالي که دستگاه‌هاي ديگر تنها قادر به يک عملکرد موثر از طريق يک فرکانس خاص هستند.

انرژي ارتعاشات حاصل از موسيقي

جالب است بدانيد در دانشگاه کلگري کانادا ناتالي روبرتسون به مطالعه ارتعاشات حاصل از کنسرت‌هاي موسيقي پرداخته است. وي توانسته با استفاده از جنبش دست نوازندگان و ارتعاشات آلات موسيقي آن‌ها به توليد برق بپردازد و از اين انرژي براي نصب و راه‌اندازي نور LED استفاده کند. به گفته محققين، اين صفحات نمايشي که بازتاب مستقيمي از برق توليد شده در هر روز هستند، شايد بتوانند در آينده‌اي نه‌چندان دور در نورپردازي پل‌ها و خيابان‌ها نيز به کار روند.

جليقه‌اي که حرکت انسان را به انرژي تبديل مي‌کند

يکي از محصولات ديگري که از انرژي حاصل از ارتعاشات به دست مي‌آيد، جليقه‌اي است که نيروي ارتعاشي را به برق تبديل مي‌کند و سپس آن را در باتري‌هايي انعطاف‌پذير ذخيره مي‌کند. وقتي فردي اين جليقه را مي‌پوشد، ارتعاشات حاصل از حرکات وي برداشت مي‌شود و به اين باتري‌ها که قابل شارژ نيز هستند، منتقل و در نهايت انرژي حرکتي فرد به صورت برق در اين باتري‌هاي ذخيره مي‌شود.

موارد استفاده از انرژي جنبشي

موارد استفاده از انرژي جنبشي متعددند و حيطه‌هاي مختلفي را در بر مي‌گيرند. اين انرژي‌هاي جنبشي که جايگزين باتري مي‌شوند، در مانيتورهاي بي‌سيم پزشکي به منظور گرفتن ضربان قلب و فشار خون افراد قابل استفاده هستند. همچنين انرژي‌هاي حاصل از ارتعاشات مي‌توانند براي دستگاه‌هايي که به صورت متناوب با نيروي برق شارژ مي‌شوند، مانند پخش‌کننده‌هاي MP3 و تلفن‌هاي همراه نيز به کار روند.

در دنياي امروز گسترش دستگاه‌هاي حسگر بي‌سيم نشان‌دهنده پيشرفت انسان در زمينه تکنولوژي است که در زمينه‌هاي مختلفي کاربرد دارند. نظارت بر محيط زيست و تجهيزات پزشکي از جمله مواردي هستند که انرژي‌هاي جنبشي مي‌توانند در آن‌ها کاربرد داشته باشند. همچنين براي ايجاد روشنايي، شارژ دستگاه‌هاي الکتريکي و... نيز اين انرژي جديد مي‌تواند جايگزين مناسبي براي باتري‌هاي الکتريکي باشد. از جمله مزاياي انرژي جنبشي در مقابل اين باتري‌ها مي‌توان به عملکرد طولاني‌مدت و نداشتن اثرات مخرب زيست‌محيطي آن‌ها اشاره کرد زيرا مواد شيميايي ندارند. کاملا روشن است که در سال‌هاي آينده استفاده از اين دستگاه‌ها متداول‌ خواهد شد و آن‌ها جاي باتري‌هاي قديمي‌ را خواهند گرفت. 

منبع:مجله دانش بنیان