كيف يعمل هذاالمولد

[eslam asaad]

بسم الله الرحمن الرحيم


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته


فى احد المواقع قرات هذا المقال وتمنيت لو اعلم كيف يعمل لذلك طبعت المقال كماهو بالنص واتمنى من الدكتور حازم ان يوضح كيف يعمل او ماهى الفكرة ومن يعلم شى من الاخوةالاعضاء
فليتفضل مشكورا
والمقال عبارة عن مولدطاقة لا يحتوى على اى جذى ميكانيكى وانما يعمل بفرق درجات الحرارة
نص المقال
00000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000000 0000

مولدات تعمل بفرق درجات الحرارة

التقدم التكنولوجي هو سعى العلم دائماً للتطور بحثاً عن المزيد من رفاهية الإنسان بأقل تكلفه ممكنة مع الحفاظ على البيئة من حولنا نظيفة.

ومع بداية الألفية الجديدة تدخل المولدات الكهربائية عصرًا جديدًا بنوع جديد من المولدات (Generators) التي تعمل على توليد الكهرباء مباشرة من الطاقة الحرارية، مما يجعل هذه المولدات الأعلى كفاءة و الأكثر حفاظاً على البيئة، وكذلك الأفضل اقتصاديًا على المدى الطويل.

تصور أنك استيقظت يومًا ولم تجد كهرباء في العالم تخيل كيف يمكن أن تكون شكل الحياة بدون الكهرباء؟!

هذا الهاجس هو الذي يقلق مضاجع العلماء ويجعلهم يبحثون دائمًا عن الطاقة الكهربائية من مصادر جديدة.

فالطاقة الكهربائية لها مصادر تقليدية، فإذا كنت مثلاً من سكان المدن فأنت تحصل على الطاقة الكهربية من خلال الشبكات الرئيسية ( Basbar) وهذه الشبكة تتغذى بالكهرباء من مجموعة من محطات توليد الطاقة الكهربائية، وهناك أنواع مختلفة من المحطات مثل المحطات البخارية ( Steam Power Plant) والمحطات الغازية Turbine) (Gas، وهذان النوعان من المحطات هما الأكثر شيوعاً واستخداماً في العالم كله.

وفى هذين النوعين من المحطات يتم تمرير بخار الماء-في المحطات البخارية- أو ناتج احتراق الغازات –في المحطات الغازية- على توربينات ( Turbine) فتدور الريش داخل التوربينة وتدور معها عمود الإدارة المثبت مع هذه الريش وتستخدم طاقة دوران هذا العمود في قطع خطوط فيض المغناطيس المثبت داخل مولد.

والطاقة الكهربائية صديقة الإنسان والبيئة وذلك لأنها طاقه نظيفة لا ينتج عنها أي ملوثات ولكن ينتج من المحطات نفسها ملوثات كثيرة وذلك من نواتج حرق الوقود للتسخين أو لاستخدام نواتجه في تدوير التوربينات.

وهناك صور أخرى لتوليد الكهرباء أكثر محافظه على البيئة مثل توليدها باستخدام مساقط المياه.

ويعتبر السد العالي أكبر مثال حي يستخدم مساقط المياه في توليد الكهرباء.

وإذا كنت في مكان لا يمكن أن تصل إليه امتداد الشبكات الرئيسية فإنه يمكنك الحصول على الكهرباء من تحويل صور أخرى من الطاقة مثل طاقه المد و الجذر وطاقه حركه الأمواج وطاقه الرياح وأخيراً الطاقة الشمسية.

وعند تحليل ما سبق مره أخرى لوجدت أن اغلب صور الحصول الكهربائية يتم من طاقات ميكانيكية.

فمثلاً في المحطات البخارية والغازية وأيضاً مساقط الماء يتم الحصول على الكهرباء من دوران التوربينات ، أما استخدام المد و الجذر وحركه الأمواج والرياح فهو استغلال لطاقتهم الحركية في تحريك أجزاء ميكانيكية ثم الحصول منها على الكهرباء.

ومن المعروف أنه بوجود أجزاء ميكانيكية في أي جهاز هذا يقلل من كفاءته كثيراً نظراً لضياع الكثير من الطاقة خلال احتكاك وتبريد الأجزاء المتحركة،ولهذا كان الاهتمام بالطاقة الشمسية حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقه كهربيه مباشرة مما يجعلها عالية الكفاءة ولكن تكنولوجيا الخلايا الضوئية مازال مرتفع التكلفة.

ولكن كل صور الحصول على الطاقة الكهربية التي سبق ذكرها تفترض عدم تنقل الإنسان من مكان إلى آخر وذلك لأنه لابد من بناء محطات كبيره لا يمكن تحريكها مع تنقل الإنسان.

هذا السبب الأخير هو الذي جعل العلماء يتجهون بتفكيرهم إلى تصنيع مولدات تتنقل مع الإنسان أينما ذهب(portable generators) وكان نتاج البحث نوعان من المولدات أولهم يعمل بحرق الوقود خلال محرك يشبه محرك السيارة والحصول على الطاقة الميكانيكية ثم الحصول منها على الكهرباء ، وهذا النوع هو الأكثر شيوعاً واستخداماً لرخص سعره ولكن ينتج عنه العديد من الملوثات الهيدروكربونية (HC) وكذلك الملوثات النيتروجينية(Nox) وذلك من حرق الوقود ويظل أيضاً هذا النوع منخفض الكفاءة لما يحتوى عليه من أجزاء ميكانيكية .

أما النوع الثاني من المولدات فهي التي تنتج الطاقة الكهربية مباشرة من الطاقة الحرارية دون الحاجة إلى أجزاء ميكانيكية.

وعلى الرغم من أن هذه التكنولوجيا مازالت في مهدها الأول إلا إنها احتلت مكانة كبيرة وأصبحت واسعة الانتشار في مجموعه من شركات البترول العالمية .

وتحتوي هذه المولدات على ثلاث أجزاء أساسية ، الأول هو الجزء الساخن ويتم تسخينه بحرق الغاز الطبيعي أو غاز البروبان (C3H8) وتصل درجة حرارته إلى حوالي (540ºC) والثاني هو الجزء البارد وتصل درجة حرارته إلى (140ºC) ويتم تبريده عن طريق تعريضه للهواء الجوي أي أنه يفقد الحرارة بالإشعاع.

أما الجزء الثالث فهو العمود الحراري (thermopile) وهو الجزء الفعال و أساس هذه التكنولوجيا وهو عبارة عن جهاز مصنع من مادة معينه وهذه المادة لها خاصية فيزيائية وهى إصدار نبضات كهربية (signal) نتيجة لفرق درجات الحرارة الذي يشعر بها الجهاز بين طرفيه .

كان يستخدم هذا العمود الحراري(thermopile) سابقاً في أجهزة قياس درجات الحرارة الرقمية (digital) .

وعند توصيل مجموعه من أشباه الموصلات (semi-conductors) بهذا العمود الحراري يمكن الحصول على فرق جهد وكذلك تيار مستمر(DC) .

ويستخدم هذا التيار المستمر في العديد من الاستخدامات مثل تشغيل أجهزة الاتصال لمواقع شركات البترول في الصحراء وكذلك في تشغيل المضخات وأجهزة لحام الأنابيب في شركات نقل الغازات البترولية( pipeline) وفي العديد من الاستخدامات المختلفة .

وتصل الطاقة الخارجة من هذا النوع من المولدات إلى حوالي ( 5000watt) وهو أفضل من النوع الأول من المولدات المتحركة في

1- أكثر نظافة وسلامه على البيئة لانخفاض العوادم الناتجة

2- يستخدم في جميع أنواع المناخ وظروف الطقس المختلفة

3- له كفاءة عالية لعدم وجود أجزاء متحركة

4- يعيش إلى أكثر من 20 عام

5- يحتاج في الصيانة إلى ساعة أو أثنين في العام ولهذا هو أكثر اقتصادية على المدى الطويل.

ويستخدم هذا النوع من المولدات حالياً في كبرى شركات البترول وشركات الغازات البترولية وأنابيب نقل الغازات حول العالم مثل

1- أمكو للأنابيب ( الولايات المتحدة )

1-Amoco pipeline (u.s.)

2- نوفا للغازات (كندا)

2- Nova gas (Canada)

3- سيكوان للبترول (الصين)

3- Sichuan oil (china)

4- شركة SSGC (باكستان)

5- شركة TGN ( الأرجنتين)

والآن أطلق لخيالك العنان أينما ذهبت ستجد الكهرباء صديقة الإنسان والبيئة معك في كل مكان.
00000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000000 0000

والسلام عليكم

[p.physics]

اشي بحير!ما هي هذه المادة ؟وكيف............عنجد اشي بحير. بس انا شاعر نه يشبه قليلا عملية الخلايا الشمسية حيث استعمل العلماء فيها ذرات السيلكون والتي تمتاز.........يمكن ان تكون شبيه وننتظر الاجابة من باقي الاعضاء.
هل هنالك صورة لعمل الجهاز من الداخل؟ ارجوا منك وضعها ان كان؟


تحياتي

[ماكس]

شكراً جزيلاً لك على المعلومات وبصراحة أنا أول مرة أسمع عن هذه التقنية

[GADELiOO]

كنت قرأت أنه إذا أحضرت سلكين من معدنين مختلفين - طبعاً نوعية المعادن هنا محددة و ليس أي معدن - و إذا تم لحامهم في نقطة و تعرضت تلك النقطة للتسخين, يتولد فرق جهد بين السلكين و هذا ما يُسمى بالـ Thermo couple

و إذا أحضرت عدة أزواج من هذه و وصلتهم على التوالي و التوزاي لتقوية الجهد و التيار ثم جمعت النقاط على محيط اسطوانة مفرغة من الداخل و وضعت شمعة مشتعلة بداخلها نتج تيار كهربي لا بأس به..

أعتقد أن المقال يقصد هذا إلى حد ما..

تحياتي العطرة و شكراً أخي إسلام للموضوع :)

GADELiOO

[HazemSakeek]

احسنت عزيزي الفارس فلم اجد تفسيرا الا ما ذكرت حيث تعتمد فكرة العمل على thermocouple ولكت تبقى المشكلة كيف حصلوا على طاقة بمقدار 5000 وات

اشكرك عزيزي اسلام على نقلك للموضوع لنا وبارك الله في جهدك


تحياتي

[p.physics]

كنت قرأت أنه إذا أحضرت سلكين من معدنين مختلفين - طبعاً نوعية المعادن هنا محددة و ليس أي معدن - و إذا تم لحامهم في نقطة و تعرضت تلك النقطة للتسخين, يتولد فرق جهد بين السلكين و هذا ما يُسمى بالـ Thermo couple

و إذا أحضرت عدة أزواج من هذه و وصلتهم على التوالي و التوزاي لتقوية الجهد و التيار ثم جمعت النقاط على محيط اسطوانة مفرغة من الداخل و وضعت شمعة مشتعلة بداخلها نتج تيار كهربي لا بأس به..

أعتقد أن المقال يقصد هذا إلى حد ما..

تحياتي العطرة و شكراً أخي إسلام للموضوع :)

GADELiOO

ولكن سؤال يا اخي ما هو نوع هذين المعدنين بالضبط؟

[GADELiOO]

أهلاً بكم :)


ولكت تبقى المشكلة كيف حصلوا على طاقة بمقدار 5000 وات

سؤال منطقي للغاية.. كيف من أشياء تُنتج طاقة بالمللي وات و فولطية بالمللي فولت.. أن يحصلوا على ذلك المقدار الكبير جداً.. 5 كيلو وات كبيرة جداً..

ربما اكتشفوا أو صنّعوا نوعية جديدة للـ thermocouple ؟؟ المقالة لم توضح تفاصيل للأسف..

أخي p.physics


ولكن سؤال يا اخي ما هو نوع هذين المعدنين بالضبط؟

يقسم thermocouple لأنواع حسب نوعية المعادن المستخدمة..

و هذا ما وجدته سريعاً على موقع الموسوعه الحرة ويكيبيديا


Different types

A variety of thermocouples are available, suitable for different measuring applications (industrial, scientific, food temperature, medical research, etc.). They are usually selected based on the temperature range and sensitivity needed. Thermocouples with low sensitivities (B, R, and S types) have correspondingly lower resolutions. Other selection criteria include the inertness of the thermocouple material, and whether or not it is magnetic. The thermocouple types are listed below with the positive electrode first, followed by the negative electrode.

Type K -- Chromel (Nickel-Chromium Alloy) / Alumel (Nickel-Aluminium Alloy)
This is the most commonly used general purpose thermocouple. It is inexpensive and, owing to its popularity, available in a wide variety of probes. They are available in the −200 °C to +1200 °C range. The type K was specified at a time when ****llurgy was less advanced than it is today and, consequently, characteristics vary considerably between examples. Another potential problem arises in some situations since one of the constituent ****ls is magnetic (Nickel). The characteristic of the thermocouple undergoes a step change when a magnetic material reaches its Curie point. This occurs for this thermocouple at 354°C. Sensitivity is approximately 41 µV/°C.

Type E -- Chromel / Constantan (Copper-Nickel Alloy)
Type E has a high output (68 µV/°C) which makes it well suited to cryogenic use. Additionally, it is non-magnetic.

Type J -- Iron / Constantan
Limited range (−40 to +750 °C) makes type J less popular than type K. The main application is with old equipment that cannot accept modern thermocouples. J types cannot be used above 760 °C as an abrupt magnetic transformation causes permanent decalibration. The magnetic properties also prevent use in some applications. Type J’s have a sensitivity of ~52 µV/°C.

Type N -- Nicrosil (Nickel-Chromium-Silicon Alloy) / Nisil (Nickel-Silicon Alloy)
High stability and resistance to high temperature oxidation makes type N suitable for high temperature measurements without the cost of platinum (B, R, S) types. They can withstand temperatures above 1200 °C. Sensitivity is about 39 µV/°C at 900°C, slightly lower than a Type K. Designed to be an improved type K, it is becoming more popular.

Thermocouple types B, R, and S are all noble ****l thermocouples and exhibit similar characteristics. They are the most stable of all thermocouples, but due to their low sensitivity (approximately 10 µV/°C) they are usually only used for high temperature measurement (>300 °C).

Type B -- Platinum 30% Rhodium / Platinum 6% Rhodium
Suited for high temperature measurements up to 1800 °C. Type B thermocouples (due to the shape of their temperature-voltage curve) give the same output at 0 °C and 42 °C. This makes them useless below 50 °C.

Type R -- Platinum 13% Rhodium / Platinum
Suited for high temperature measurements up to 1600 °C. Low sensitivity (10 µV/°C) and high cost makes them unsuitable for general purpose use.

Type S -- Platinum 10% Rhodium / Platinum
Suited for high temperature measurements up to 1600 °C. Low sensitivity (10 µV/°C) and high cost makes them unsuitable for general purpose use. Due to its high stability, type S is used as the standard of calibration for the melting point of gold (1064.43 °C).

Type T -- Copper / Constantan
Suited for measurements in the −200 to 350 °C range. Often used as a differential measurement since only copper wire touches the probes. As both conductors are non-magnetic, type T thermocouples are a popular choice for applications such as electrical generators which contain strong magnetic fields. Type T thermocouples have a sensitivity of ~43 µV/°C.

Type C -- Tungsten 5% Rhenium / Tungsten 26% Rhenium
Suited for measurements in the 32 to 4208°F ((0 to 2320°C). This thermocouple is well-suited for vacuum furnaces at extremely high temperatures and must never be used in the presence of oxygen at temperatures above 500°F.

Type M -- Nickel Alloy 19 / Nickel-Molybdenum Alloy 20
This type is used in the vacuum furnaces as well for the same reasons as with type C above. Upper temperature is limited to 2500°F (~1400°C). Though it is a less common type of thermocouple, look-up tables to correlate temperature to EMF (milli-volt output) are available.

تحياتي العطرة :)

GADELiOO

[HazemSakeek]

في هذا الرابط سوف تجد كل المعلومات عن Thermocouple المزدوج الحراري


http://en.wikipedia.org/wiki/Thermocouple


وان هناك اكثر من مجموعة من المزدوج الحراري يمكن ان تكونها بواسطة نوعين من المعادن ومن اشهر هذه المعادن هما Chromel وهو مكون من الكروميوم والنيكل و Alumel وهما عبارة عن خليط من الالومنيوم والنيكل

تحياتي

[eslam asaad]

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم الاخوة الكرام

اسف للانقطاع عن المنتدى

الحمد للة على الردود والمشاركات ولكن بصراحة كنت اتمنى ان يكون لدى معلومات اكتر ولكن طبعت المقال كما هو بالنص وللاسف مفيش صور

ولكن الرابط الموجود باللغة الانجليزية وبصراحة لسة ما اتقنتش اللغة واتمنى لو ترجمة بسيطة

وعلى اى حال وجدت بعض المعلومات باللغة العربية كا العادة اطبعها كما هى بالنص000000000000000000000000000000 000000000000000000000000
تتولد الكهرباء بطرق منها:

1- الحث الكهرو مغناطيسي

2- الظاهرة الكهروضوئية

3- الظاهرة الكهرو حرارية
توليد الكهرباء بالظاهرة الكهرو ضوئي

اكتشف هذه الظاهرة العالم الالماني هيرتزعام 1887 بينما كان يجري تجارب على توليد امواج لاسلكي,اذ لاحظ ان الاشعة فوق بنفسجية تؤدي الى زيادة درجة توصيل الهواء للكهرباء وبِعد ذلك بعام واحد لاحظ العالم لوثر انه عند تعريض لوح نظيف من الخارصين مشحون بشحنة سالبة لضوء فوق بنفسجي فان اللوح يفقد شحنته , ولتفسير ذلك افترض ان الاشعة فوق البنفسجية تحفز لوح الخارصين بطريقة ما , لاطلاق دقائق سالبة الشحنة , وفي عام 1998م نجح العالمان ج.ج.طومسون و ب . لينارد . في اثبات ان الدقائق منبعثة من لوح الخارصين نتيجة سقوط الضوء فوق البنفسجي هي الكترونات .

ووجد ان العالم اينشتين عام 1905ان الالكترونات تنبعث من فلزات القلويةتحت تاثير الضوء المرئي ؛وحيث ان الالكترونات تنبعث بتاثير الضوء وسميت" بالظاهرة الكهروضوئية" .

وجد علميا ان كل مادة من مواد الكهروضوئية حساسة لضوء معين .

وقد استغلت هذه الظاهرة في صنع الخلية الكهروضوئيةالتي يمكن بواسطتها تحويل الطاقة الضوئية الى طاقة كهربائية.



"توليد الكهرباء بالظاهرة الكهرو حرارية.
اول من اكتشف هذه الظاهرةالعالم سبيك سنة 1821. وسميت الظاهرة الكهرو حرارية,و هي ظاهرة انبعاث الكترونات من سطح فلز نتيجة سقوط شعاع ضوئي مناسب عليه ويسمى السلكان المستخدمان بهذه الطريقة لتوليد التيار الكهربائي باسم المزدوج الحراري :وهو اداء مكونة من سلكين من فلزين مختلفين يتصلان معا بنقطتي توصيل احداهما ساخنة والاخرى باردة .

ويتوقف مقدار التيار المتولد في المزدوج الحراري على عاملين هما :

1:نوعا الفلزين المكونين للمزدوج

2:الفرق بين درجتي حرارة وصلتي المزدوج الساخنة والباردة

توليد التيار الكهربائي الحثي

يتولد تيار كهربائي في السلك عند تحريكه بين قطبي المغناطيسي, وكذلك عند تحريك المغناطيس مقتربا أو مبتعدا عنه ,

ويسمى هذا تيارا حثيا لأن المجال المغناطيسي للمغناطيس حث إلكترونات السلك على الحركة في اتجاه معين , فيتولد تيار كهربائي من حركتها.


ونجد الإشارة هنا إلى أنه عند تحريك السلك يبين قطبي المغناطيس فإنه يقطع خطوط المجال المغناطيسي فإذا تحرك السلك رأسيا إلى أعلى أو أسفل بين قطبي المغناطيس فإنه يقطع خطوط المجال بشكل عمودي ويتولد في السلك تيار كهربائي حثي على الشدة نسبيا أما إذا قطع السلك خطوط المجال بشكل مائل فإنه يتولد فيه تيار كهربائي حثي صغير نسبيا , أما إذا كان اتجاه حركة السلك موازيا لخطوط المجال أو موازيا لطول السلك فإنه لا يقطع خطوط المجال , بالتالي لا يتولد فيه تيار كهربائي بالمرة .

وكذلك عند أقترب المغناطيس من السلك (أو الملف) فإن خطوط المجال للمغناطيس تقطع السلك فيتولد فيه تيارا كهربائيا حثيا .

المجال المغناطيسي:- ويمثل المجال المغناطيسي بخطوط وهمية تسمى خطوط المجال المغناطيسي وهي خطوط منحنية تبدا من أحد القطبين وتنتهي بالقطب الآخر ويزداد عددها في المناطق التي يكون المجال فيها كبيرا . ويمكن تحديده بإستخدام برادة الحديد أو بوصلة صغيرة.

[HazemSakeek]

مرحبا اسلام واشكرك على هذه الاضافة


كما لان ننسى ان هناك الكثير من المصادر الاخرى لتوليد الطاقة مثل طاقة الرياح وطاقة الشلالات والمد والجزر والتي تندرج تحت الطاقة المتجددة وهو موضوع غاية في الاهمية ايضا وتجرى الكثير من الدراسات والبحوث للحصول على الطاقة من مصادر طبيعية


تحياتي