فهرست مطالب
مهندسان دانشگاه کالیفرنیا دستگاهی بر پایه موتور استرلینگ طراحی کرده‌اند که می‌تواند با بهره‌برداری از گرمای نزدیک سطح زمین و سرمای فضای بیرونی، در شب انرژی تولید کند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، این رویکرد می‌تواند در کاربردهای عملی مانند جریان هوا در گلخانه‌ها یا سایر سازه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
این تحقیق به تازگی در مجله Science Advances منتشر شده است. این دستگاه بر پایه موتور استرلینگ است، نوعی ماشین که بر اساس تفاوت دما عمل می‌کند. جرمی ماندی، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در UC Davis و یکی از نویسندگان این مطالعه بیان کرد که بسیاری از موتورها، از جمله موتورهای احتراق داخلی برای تولید انرژی به یک اختلاف دمای بزرگ نیاز دارند. اما موتور استرلینگ قادر است تنها با تفاوت دمایی کوچک، مشابه تفاوت دما بین یک فنجان قهوه داغ و هوای اطراف آن کار کند. ماندی در این‌باره توضیح داد: «این موتورها زمانی که تنها تفاوت‌های دمایی اندک وجود دارد، بسیار کارآمد عمل می‌کنند، در حالی که سایر انواع موتورها با اختلاف دمایی بیشتر، توان بیشتری تولید می‌کنند.»
01
از 02اتصال گرمای زمین به سرمای فضا با موتور استرلینگ
موتور استرلینگ معمولا با قرار دادن یک طرف آن در تماس با منبع گرما و طرف مقابل در محیطی سردتر عمل می‌کند. جرمی ماندی عنوان کرد: «اگر موتور را فقط روی میز قرار دهید، به‌تنهایی هیچ‌گونه انرژی تولید نخواهد کرد، چرا که همه طرف‌ها دمای یکسانی دارند.» یکی از روش‌های ایجاد اختلاف دما، گرم کردن یک طرف موتور با سوزاندن یک سوخت است.
اما ماندی و تریستین دپ، دانشجوی تحصیلات تکمیلی، این سوال را مطرح کردند که آیا می‌توانند طرف سرد موتور را به چیزی بسیار سرد و در عین حال بسیار دور از زمین مانند فضا وصل کنند؟ ماندی تصریح کرد: «این موتور لزوما نیازی به تماس فیزیکی با فضا ندارد، بلکه می‌تواند از طریق تابش با فضا تعامل کند.»
بیشتر بخوانید: انرژی خورشیدی فضایی؛ از رویاپردازی تا واقعیت
حتما بخوانید: انتقال انرژی از فضا عملیاتی شد!
02
از 02آزمایش مفهوم خنک‌سازی تابشی
دپ و ماندی قصد داشتند یک موتور استرلینگ ساده (در واقع پیستونی که یک چرخ‌پرچم را به حرکت درمی‌آورد) را روی پنلی قرار دهند که به عنوان آنتنی برای تابش گرما عمل می‌کند و کل سیستم را در فضای باز و روی زمین در شب قرار دهند. زمین به عنوان طرف گرم موتور عمل می‌کند و آنتن سرمای فضای بیرونی را به داخل هدایت می‌نماید.
نتایج یک سال آزمایش شبانه نشان می‌دهد که دستگاه کوچک قادر است حداقل ۴۰۰ میلی‌وات انرژی مکانیکی در هر متر مربع تولید کند. محققان از این دستگاه به‌طور عملی برای تامین انرژی یک فن استفاده کردند و آن را به یک موتور الکتریکی کوچک متصل کردند تا جریان تولید کنند.
آزمایش‌ها نشان دادند که تولید انرژی از آسمان شب امکان‌پذیر است و پتانسیل این فناوری در مناطقی با رطوبت کم و آسمان‌های شفاف به بیشترین حد خود می‌رسد. ماندی اعلام کرد که این اصل می‌تواند برای تهویه گلخانه‌ها یا ساختمان‌های مسکونی نیز کاربرد داشته باشد.
