انقر هنا لمشاهدة فيديو "ملخص مرئي" لهذا الاختراع.
اختراعات علي پور أحمد | التصنيف: اختراعات جديدة في العالم | ذات صلة: الاكتشافات العلمية والاختراعات التكنولوجية
توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية!
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
◉ المقدمة والأهداف:
في هذه المقالة سوف نشرح بشكل مختصر الاختراع الجديد لبناء محطة الطاقة باستخدام قوة الجاذبية الأرضية.
خلال الخمسين عامًا الماضية، شهدنا انخفاضًا بنسبة 4% تقريبًا في حجم جزيئات الأوزون في الغلاف الجوي للأرض. في الواقع، على مدى العقود الخمسة الماضية، كان المحفز الرئيسي للعملية الكيميائية لإزالة طبقة الستراتوسفير من الأرض هو ذرات الهالوجين التي أنتجها الإنسان! ونظرًا للحاجة المتزايدة لإنتاج الكهرباء لمواصلة دورة الإنتاج والاستهلاك في الصناعات، نشهد باستمرار زيادة ملحوظة في المواد الكيميائية التكنولوجية، والكربون، ومراوح احتراق الوقود الأحفوري الثقيل، مما يؤدي إلى انبعاثات كبيرة من أكسيد النيتروجين N2O. تُعد هذه المواد الكيميائية السبب الرئيسي لزيادة غازات الاحتباس الحراري وتغيرات أنماط المناخ.
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
في السنوات الأخيرة، ومع ارتفاع درجات الحرارة، برز دور استنفاد الأوزون (ODS) كمساهم رئيسي في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. ونظرًا للقلق بشأن منع المزيد من تدمير طبقة الأوزون، وتنامي الصناعات التي تتطلب كميات كبيرة من الكهرباء، فكرتُ في بناء محطة طاقة كبيرة تعمل بالطاقة النظيفة والمجانية. ومع ذلك، يتطلب التوجه نحو استخدام الطاقة النظيفة والمتجددة عزمًا دوليًا لتغيير التوجهات الثقافية الفردية والجماعية نحو تقليل استخدام الطاقة غير المتجددة، ولكن لا تزال هناك فرصة سانحة للمجتمع الدولي لمنع فقدان الموارد البيولوجية من خلال استخدام الطاقة النظيفة بدلًا من الوقود الأحفوري.
◉ الوصف الفني للاختراع:
في حركة البندول لجسم معلق، يمكننا منع التوازن المستدام في مرحلة التناقص التدريجي لحركة الجسم باستخدام مبادئ الفيزياء. لا علاقة للوقت المتقطع للحركة غير الطبيعية
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
وفقًا لقانون الجاذبية، وهو أحد المبادئ الأساسية في الفيزياء، لكل جسم كتلة، وله القدرة على جذب كتلة أخرى. بمعنى آخر، تعتمد قوة الجذب التجاذبي بين الجسمين على الكتلة والمسافة بينهما، لأن البنية الداخلية لجميع الأجسام مصنوعة من المادة، وتعمل قوة الجاذبية بشكل مباشر مع كتلة الجسمين، والعكس مع مربعي مركزيهما. إحدى خصائص قوة الجاذبية هي جاذبيتها. هذا يعني أنه كلما زادت كتلة الجسم، زادت قوة جاذبيته، كما هو الحال في الفيزياء الفلكية، حيث تؤثر الكواكب الكبيرة بقوة جاذبية أكبر على كتلها الطرفية.
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
باستخدام هذه المبادئ (الفيزياء والديناميكية)، يُمكننا حساب معادلة حاصل ضرب الكتلة في التسارع (الناتج عن قوة الجاذبية) وتحديد مقدار الكتلة اللازمة لتحقيق تسارع مُعين. بمعنى آخر، ترتبط معاملات القوة الناتجة عن تسارع كرة معدنية ساقطة ارتباطًا مباشرًا بكتلة الكرة، فإذا كانت الكرة المعدنية أكبر حجمًا وذات كتلة أكبر، يُمكنها توليد شحنة أقوى نظرًا لوزنها الأثقل مقارنةً بكرة صغيرة جدًا.
بناءً على هذا المبدأ، يُمكن استخدام الطاقة الكامنة العالية للسقوط الرأسي لكتل كبيرة مشحونة بقوة الجاذبية. ولكن لجعل حركة السقوط الرأسي متقطعة واستخدام طاقتها العالية، استخدمتُ مبدأ الضغط المتتالي لإنشاء دورة دورية في حركة العجلة. كان التحدي التالي الذي واجهته هو أنه لتحقيق دورة حركة مستقرة ودورية، يجب علينا التخلص من أي نوع من قوى المقاومة (الاحتكاك) حتى على المقاييس البسيطة.
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
استنادًا إلى الخصائص الجوهرية للقانونين الأول والثاني للديناميكا الحرارية (وتحديدًا العلاقة بين درجة الحرارة والطاقة في توليد الاحتكاك)، من الضروري الاهتمام بتعويض فقدان الطاقة في هذا النظام، ففي مثل هذا النظام الذي يمر بدورة حركة دورانية مستمرة، يكون التكامل الدوري للحرارة مساويًا تمامًا للتكامل الدوري لكفاءة كل عجلة من عجلات النظام، ومع استمرار دورة الحركة، يحدث تغير في توازن الطاقة الداخلية (الكلي) في النظام، مما يؤدي إلى فقدان بعض الطاقة. من ناحية أخرى، يزداد مجموع الإنتروبيا الفردية للمكونات المشاركة في الدوران المستمر للعجلة مع مرور الوقت، وفي النهاية، يزيد هذا التغير في الحالة أيضًا من فقدان الطاقة في نظام دوران العجلة. على الرغم من أن كميات فقدان الطاقة هذه صغيرة جدًا ويمكن تحسينها بالاستبدال والصيانة السنوية، إلا أن الحل الذي فكرت فيه لهذين المبدأين الديناميكيين الحراريين هو استخدام محرك دفع ميكانيكي صغير جدًا ومنخفض الطاقة على عمود كل عجلة، مما يؤدي إلى شحن الحركة وتعويض انخفاض خسائر الاحتكاك.
◉ Cانقر على أي من صور المعرض أدناه للتكبير:
كما يتضح من المحاكاة الحاسوبية (الفيديو في نهاية هذه المقالة)، يختلف مسار حركة كرات عجلة محرك الجاذبية اختلافًا جذريًا عن مسار حركة البندول. ففي حركة البندول، تكون الحركة ترددية أفقية تتناقص تدريجيًا حتى تصل الكرة إلى حالة سكون تام بسبب غياب عامل الضغط، أما في عجلة محرك الجاذبية، فتتحرك الحركة في اتجاه أمامي واحد فقط. ويعود ذلك إلى أن الضغط والقوة اللازمين لمواصلة الحركة يتولدان نتيجة الشحن المستمر لدورة حركة العجلة مع وصول الكرة التالية إلى ارتفاع السقوط وقذفها عموديًا إلى الأسفل.
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
صُممت كل كرة معدنية مُثبتة على العجلة بحجم وكتلة كبيرين جدًا لزيادة التسارع وقوة الضغط في الحركة الدورانية. ويرجع ذلك إلى أنه بزيادة تسارع الجاذبية لكل كرة (بسبب كتلتها العالية)، يتم إنشاء شحنة ضغط أكبر لدوران محور العمود وإمكانية وضع الكرة التالية في مرحلة دورة السقوط. تُركّب كل كرة معدنية في نهاية ذراع هيدروليكي مرن ثنائي المفصل. تساعد هذه الأذرع الهيدروليكية الكرة على السقوط دون عوائق وتوفر المزيد من شحنة الضغط لمواصلة حركة العجلة. كما تنحني المفاصل الهيدروليكية الموجودة في منتصف كل ذراع عندما تصل الكرة إلى نهاية مسار سقوطها، بحيث يمكن للكرة استخدام قوة الطرد المركزي من خلال وضعها على نصف قطر أصغر ويستمر العمود في الدوران بحركة أكثر سلاسة واستمرارية.
سيكون معدل دورة حركة العجلة أكثر استمرارية إذا كانت شحنة الضغط على عجلة محرك الجاذبية أقوى وأكبر. يتكون محرك الجاذبية من 7 عجلات بنصف قطر 4 أمتار من المحور الرئيسي، والتي تقع على عمود. لإنشاء أقصى قوة من شحنة ضغط الجاذبية، يتم تثبيت ست كرات معدنية متصلة بأذرع ميكانيكية على جانبي كل عجلة لإنشاء إيقاع أقوى في دوران محور العجلة. بمعنى آخر، تتكون كل عجلة من 12 كرة معدنية على كلا الجانبين، والتي تتصل بواسطة 24 ذراعًا ميكانيكية قوية و12 مفصلًا هيدروليكيًا. يبلغ الوزن التقريبي لكل كرة معدنية (باستثناء ذراع التوصيل) حوالي 1000 كيلوغرام، وتقع جميع العجلات السبع على العمود الرئيسي المتصل بعلبة التروس الهجينة.
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
ينقل صندوق التروس الهجين الطاقة من عمود العجلة إلى دوار المولد، ويسمح باستخدام أقصى طاقة وكفاءة لنسبة السرعة إلى عزم الدوران من خلال نقل التسارع الزاوي من التروس كبيرة نصف القطر إلى التروس صغيرة نصف القطر. واستمرارًا لمسار نقل الطاقة، يتصل عمود صندوق التروس الهجين بدوار المولد، مما يُؤدي إلى دوران المولد باستمرار وتوليد الكهرباء. في الواقع، يزيد صندوق التروس الهجين من قوة وسرعة دوران العمود، ويولد عزم دوران ميكانيكي قوي لتدوير دوار المولد.
عند تصميم محطة الطاقة هذه، استخدمتُ مولدًا واحدًا كبيرًا عالي الجهد، وذلك بتوصيل عزم دوران جميع العجلات بعمود خرج واحد. ومع ذلك، يُمكن استخدام عدة مولدات عالية الجهد بتقسيم عزم دوران كل عجلة إلى علبة تروس منفصلة، إذ يُمكن توصيل هذه المولدات مباشرةً بالشبكة دون الحاجة إلى مُحوّل رفع جهد. يُعدّ مولد الجهد العالي الخيار الأنسب لمحطة طاقة الجاذبية، نظرًا لكفاءته العالية، وتكاليف صيانته المنخفضة، وتكاليف إصلاحه المنخفضة، وخسائره المنخفضة في الأحمال، وعدم تأثيره المُدمّر على البيئة. يُمكن زيادة سعة جهد الخرج لمولدات متعددة في محطة طاقة كهذه إلى أكثر من 3000 كيلوواط من خلال تطوير تقنية الكابلات.
يتم تحسين وتنظيم الكهرباء المُولَّدة من مُولِّدات الجهد العالي بواسطة مُحوِّلات، ثم توزيعها عبر الشبكة بنقلها إلى خطوط الإنتاج. كما يُمكن، من خلال تخزين الطاقة المُولَّدة في بطاريات الجيل الجديد، تجنُّب أي مشاكل خلال ذروة الطلب على الكهرباء أو انخفاض الإنتاج مؤقتًا، خاصةً عند تعطل أيٍّ من عجلات الجاذبية. وهذا أمرٌ بالغ الأهمية خاصةً أثناء إصلاح العجلات وفحصها.
◉ الاختراع: توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ الفئة: اختراعات جديدة للمخترعين
إن بناء محطة طاقة باستخدام الطاقة الجاذبية النظيفة والقوية يمكن أن يساعد بشكل كبير في الحد من الملوثات الغازية في جميع أنحاء العالم، وباعتبارها بنية أساسية حديثة وواسعة النطاق، فإنها تعمل على تسريع عملية صنع السياسات في المجتمع الدولي لتشجيع المزيد من البلدان على استخدام الموارد المتجددة والصديقة للبيئة.
وكما هو الحال مع الاختراعات الأخرى، يتمتع هذا الاختراع أيضًا بإمكانية التطوير والتحسين بشكل أكبر، ويمكن أن يساهم تسويقه بشكل كبير في الحد من التدهور البيئي.
نهاية المقال//
◉ فيديو توليد الكهرباء في محطات الطاقة باستخدام الجاذبية / التصنيف: اختراعات علي بورأحمد
◉ صانع الرسوم المتحركة لهذا الفيديو: علي بورأحمد
◉ ملحن الموسيقى لهذا الفيديو: علي بورأحمد
◉ الراوي: علي بورأحمد
◉ اللغة: الانجليزية
◉ الترجمة: لا يوجد
مقالات متعلقة بتوليد الكهرباء من الجاذبية:
◉ تنتج هذه المحطة الكهربائية الكهرباء باستخدام الجاذبية وقوة الطرد المركزي (اختراع محرك الجاذبية الثاني)
◉ تنتج محطة الطاقة هذه الكهرباء باستخدام الجاذبية والعجلات المعلقة (اختراع محرك الجاذبية الثالث)
◉ تنتج محطة الطاقة هذه الكهرباء باستخدام الجاذبية وقوة الطرد المركزي (اختراع محرك الجاذبية الرابع)
◉ الاختراعات العلمية لعلي پورأحمد
◉ أفلام الخيال العلمي لعلي پورأحمد
◉ جوائز علي پور أحمد
◉ لوحات للفنان علي پورأحمد
◉ موسيقى علي بورأحمد الآلية
إعلان
