برای مشاهده ویدیوی «خلاصه تصویری» این اختراع اینجا کلیک نمائید
اختراعات علمی: علی پوراحمد | طبقه بندی: اختراعات جدید در ایران و جهان | دسته: اختراعات ثبت شده در ایران و جهان
تولید برق با جاذبه زمین | نیروگاه تولید برق با استفاده از جاذبه زمین و نیروی گریز از مرکز در موتور گرانش 4
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
◉ مقدمه و اهداف:
در این مقاله بطور مختصر به بررسی اختراع نیروگاه تولید برق با استفاده از نیروی جاذبه زمین میپردازیم.
پیش طراحی و ایده اولیه سیستم سامانه این نیروگاه برق متعلق بیش از 42 سال پیش زمانیکه در سن 12 سالگی بودم است. در آن زمان من با استفاده از نیروی جاذبه زمین, شتاب زاویهای جرم جسم و همچنین گشتاور اینرسی یک سیکل چرخشی برای حرکت مداوم یک ماشین مکانیکی خودگرداننده که با گوی های کوچک شیشه ای (تیله) بصورت مداوم کار می کرد طراحی کرده بودم. در یکسال گذشته مجددا تصمیم به بررسی و رفع برخی نواقص آن طرح قدیمی ام با استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز مهندسی گرفتم و در یک محیط کاملا منطبق با رفتارهای نیروهای فشار و سایر پارامترهای فیزیکی دنیای واقعی, تست های متعددی انجام دادم که در نهایت با رفع برخی نواقص به یک خروجی قابل قبول رسیدم.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
مطایق آنچه که در ویدیوی انتهای این مقاله قابل مشاهده است نتیجه حاصل شده از تست های متعدد "شبیه ساز فیزیک" نشان دهنده قابلیت مناسب موتور گرانش 4 در تولید الکتریسیته با استفاده از جاذبه زمین, سطوح شیبدار و نیروی گریز از مرکز است. در این شبیه سازی نیروهای فورس شامل اصطکاک, جرم جسم و شتاب گرانشی جاذبه زمین به میزان ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه (m/s²) و سایر عوامل طبیعی نظیر سایش گوی های فلزی بر سازه موتور با استفاده از کامپیوتر مورد محاسبه دقیق قرار گرفته است. بعبارتی عملکرد چنین سازه ای برای استفاده از نیروی جاذبه زمین کاملا بر پایه محاسبات علم فیزیک بوده و تحقق آن در ابعاد واقعی امکان پذیر است.
ایده ها و اختراعات علمی گاهی می توانند بسیار پیچیده باشند و گاهی نیز دارای ساختاری بسیار ساده بوده و تنها بعنوان یک جرقه, هموار کننده مسیر تغییر نگرش در جهت خلق ایده های پیچیده تر گردند. بدیهی است که هر چه تلاش در جهت خلق ایده, طراحی و ساخت نیروگاه های تولید برق بدون وابستگی به سوخت های فسیلی بیشتر شود آنگاه به انرژی های بی پایان و پاک بیشتری بر روی کره زمین دست می یابیم که این حرکت می تواند مانع تخریب محیط زیست و تضمین حفظ سلامت بشر بدون استفاده از سوخت های آلوده کننده و تجدید ناپذیر گردد. شکی نیست که برای توسعه و همه گیر شدن اختراعات علمی در حوزه انرژی های پاک, به یک هم اندیشی و همکاری جدی در سطح جهانی نیازمندیم تا بهترین نتیجه ممکن در کوتاهترین زمان حاصل گردد.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
چنانکه در مقالات قبلی اشاره کردم روش های متعددی برای تولید انرژی بی پایان وجود دارد اما اکثریت آنها هرگز دوستدار محیط زیست نیستند و به اشکال مختلف آلودگی های جبران ناپذیری به محیط زیست اضافه می کنند. بعنوان مثال تولید انرژی از طریق شکافت و یا همجوشی هسته ای خود نیاز به مصرف انرژی بسیار زیاد حاصل شده از سوخت های فسیلی دارد و این درحالیست که در روش شکافت هسته ای ما بطور جدی با معضل خطرناک تولید پسماند های هسته ای آلوده کننده محیط زیست روبرو هستیم. تصور کنید برای شروع واکنش در دوتریم تریتیم ما به دمایی در حدود ده ها میلیون درجه سلسیوس نیاز داریم (دمایی نزدیک به 20 میلیون درجه سلسیوس بر سطح خورشید و برخی ستارگان). تنها با چنین دمایی ما می توانیم دو هسته کم جرم را آنقدر به هم نزدیک کنیم تا نیروی کوتاه برد هسته ای بتواند آنها را در کنار یکدیگر نگه دارد و بهم گداخته شوند و آنگاه با انرژی جنبشی بسیار زیاد به یکدیگر برخورد کنند. فکر می کنم لازم به بیان نیست که بگویم برای ایجاد چنین دمایی, چه میزان عظیمی از سوخت های فسیلی بایستی برای تولید انرژی سوخته شود تا چنین دستاوردی در همجوشی هسته ای حاصل گردد. به بیان ساده, این یعنی شکل قدرتمند و جبران ناپذیر نابودی محیط زیست به دست انسان!
قطعا تحقیقات و آزمایشات انجام شده بر روی شکافتن و یا جوش دادن اتم ها به یکدیگر برای پیشرفت علوم هسته ای و سایر علوم وابسته به آن بسیار ضروری و ارزشمند است اما نه در سطح بسیار گسترده و فراگیر به قیمت نابودی سریع محیط زیست تا زمانیکه امکان بدون عواقب تولید انرژی هسته ای در زمین و یا خارج از جو زمین (فضا) میسر شود. من نیز بهمراه سایر علاقمندان رسیدن به دستاورد انرژی هسته ای پاک, سالهاست که دغدغه محقق شدن این مهم را دارم و حتی در حال تکمیل یک پروژه جدید برای امکان ارسال انرژی هسته ای از فضا به زمین هستم. یکی از اهداف اصلی من از خلق ایده های گوناگون و خلاقانه علمی در استفاده از انرژی های پاک, ترویج فرهنگ مسئولیت پذیری در قبال پاک نگه داشتن محیط زیست و سلامت انسان است. علاقمندی و توجه تنها بخش کمی از جامعه جهانی به استفاده از انرژی های جدید و پاک هرگز کافی نبوده و همچنان نیاز به برنامه های هدفمند در جهت استفاده فراگیر از انرژی های تجدید پذیر وجود دارد. امیدوارم طرح من نیز بعنوان یک ایده خلاقانه و دوستدار محیط زیست در جهت تولید برق با استفاده از نیروی قدرتمند و پاک جاذبه زمین مورد توجه و توسعه بیشتر قرار گیرد.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
◉ توضیحات فنی اختراع:
در ابتدا باید به این موضوع اشاره شود که سطوح شیبدار در ماهیت فیزیکی خود قابلیت تغییر جهت نیرو دارند چون نیروی محرك جرم بر روی چنین سطوحی رو به جلو و نیروی مقاوم بر جرم رو به بالا حركت میكند و در عین حال چنین سطوحی قابلیت افزایش نیرو را نیز در ماهیت فیزیکی خود دارند چون نیروی محرك كم در مسافت طولانی و نیروی مقاوم زیاد در مسافتی كم منجر به جا بجایی جرم بر روی سطوح شیبدار میشود. حال چنانچه اجسام قادر به لغزش را با جرم مشخص و معین بر روی سطوح شیبدار قرار دهیم آنگاه می توانیم با تعیین و کنترل نیروهای وارد شده بر اجسام, حرکت و شتاب آنها را نیز به نحو دلخواه کنترل و تعیین نمائیم و این همان نکته کلیدی است که من از آن در طراحی نیروگاه تولید برق با موتور گرانش 4 بر روی سطح شیبدار استفاده کرده ام که در ادامه به تشریح بیشتر نحوه چگونگی عملکرد این موتور خواهم پرداخت.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
همانگونه که در ویدیوی انتهای این مقاله قابل مشاهده است موتور گرانش 4 تشکیل شده است از دو سطح شیبدار (بصورت رفت و برگشت) که سطح رفت دارای شیب بیشتری نسبت به سطح برگشت است. بر روی این دو سطح شیبدار تعداد هفت گوی فلزی با جرم و وزن معین 30 کیلوگرم در امتداد دو زاویه 45 و 15 درجه به سمت نیروی وارده از گرانش زمین در حال لغزش و انجام سیکل حرکتی مداوم هستند. از آنجائیکه سطوح شیبدار که اجسام بر روی آنها به سمت پایین میلغزند، دارای یک ضریب اصطکاک لغزشی و یک ضریب اصطکاک ایستایی میباشند لذا ضریب اصطکاک ایستایی سطح شیبدار رفت در موتور گرانش 4 به نحوی تعیین شده است که کمترین مقدار نیروی اصطکاک را نسبت به سطح شیبدار برگشت ایجاد نماید تا بتواند مانع افت حرکتی گوی ها در سیکل چرخشی این سامانه شود.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
از آنجائیکه در فیزیک، هر چه زاویه سطوح شیب دار کوچکتر باشد آنگاه به نیروی کمتری برای بالا بردن اجسام نیاز است، بنابراین من در طراحی موتور گرانش 4 طول هر دو سطح شیبدار را نسبت به ارتفاع آنها بیشتر در نظر گرفتم تا ضمن ایجاد زاویه کمتر در شیب, به مسافت و زمان بیشتری برای افزایش شتاب جرم گوی ها دست یابم که در حقیقت همان مفهوم کاهش ضریب اصطکاک ایستایی جرم اجسام بر روی سطوح شیبدار است. از سوی دیگر افزایش طول شیب رفت در این سامانه دآینامیکی برای داشتن یک چرخش 180 درجه ای کامل (در انتهای مسیر شیب رفت بر روی حلقه قوسی شکل) ضروری است تا با بهره گیری از قانون نیروی گریز از مرکز, گوی ها غلطان قادر باشند بطور متناوب در مسیر شیب برگشت و مجددا شیب رفت قرار گیرند.
هر هفت گوی غلطان با ویژگیهای کاملا یکسان از نظر ابعاد و چگالی بر روی سطوح شیبدار موتور گرانش 4 قرار گرفته اند. در شروع به کار موتور گرانش 4, ابتدا هر هفت گوی به نوبت توسط یک پمپ دستی از محفظه لوله ای شکل خود خارج شده و توسط بازوی فنری هآیدرولیکی در مسیر شیب پرتاب می شوند. بازوی فنری هآیدرولیکی در سمت مقابل پره های چرخ موتور گرانش 4 قرار دارد که ضمن ایجاد حرکت اولیه, وظیفه ایجاد ضربه و فشار به گوی ها را در ادامه سیکل چرخشی این موتور بعهده دارد. هر بار که گوی ها در سیکل شیب برگشت از پره های چرخ موتور قرار می گیرند پس از برخورد با بازوی فنری هآیدرولیکی مجددا بشدت به سمت شیب رفت (مسیر منتهی به پره های چرخ) پرتاب می شوند. این پرتاب سریع باعث می شود که ضمن جبران کاهش ضریب اصطکاک ایستایی, حرکت مداوم گوی ها با یک سرعت ثابت در مسیر شیب رفت تضمین گردد.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
یکی از دلایل دیگر استفاده از یک بازوی فنری هآیدرولیکی در طراحی این موتور گرانش, ایجاد جبران اتلاف انرژی ناشی از خواص ذاتی قوانین اول و دوم ترمودآینامیک یعنی روابط دما و انرژی در تولید اصطکاک می باشد. در سیکل چرخش متناوب موتور گرانش 4 با ادامه حرکت گردشی گوی های فلزی, انتگرال سیکلی گرما با انتگرال سیکلی راندمان هر یک از گوی ها بر روی سطح شیبدار برابر شده و در بلند مدت با ادامه روند حرکت, احتمال تغییر حالت تعادل انرژی درونی (ماکروسکوپی) در این موتور بوجود می آید که در نتیجه مقدار بسیار کمی اتلاف انرژی در انتقال گشتاور چرخ موتور به ژنراتور رخ خواهد داد که با استفاده از بازوی فنری هآیدرولیکی شاخص اصطکاک گوی ها بر روی سطح شیبدار به سمت ضریب منفی میل پیدا کرده و اتلاف انرژی ماکروسکوپی جبران خواهد گشت.
◉ برای بزرگ نمایی بر روی هر یک از تصاویر گالری زیر کلیک نمائید:
در تحلیل فرمولهای لاگرانژی و معادلات دیفرانسیلی شتاب گوی ها بر روی دو سطح شیبدار رفت و برگشت میبایست به میزان جرم هر گوی و نوع متریآل آن توجه کافی معطوف شود. برای سیستم سامانه موتور گرانش 4 محاسبات کلی در فرمول L=T−U تعریف شده است که در این فرمول T انرژی جنبشی و U انرژی پتانسیل است. انرژی جنبشی موتور گرانش 4 شامل دو بخش انرژی انتقالی و انرژی دورانی است. برای گویهای این سامانه که هم حرکت انتقالی و هم دورانی دارند تابع لاگرانژی بصورت T=mv+I محاسبه می شود که در این معادله m جرم, v سرعت خطی(شرط غلطش بدون لغزش), و I ممان اینرسی هر گوی فلزی این موتور است.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
فرمولهای لاگرانژی و تحلیلهای دیفرانسیلی از آنجا حائز اهمیت است که به ما کمک می کند دقیق تر میزان جرم هر گوی را تعیین کنیم زیرا قادر خواهیم شد با تغییر جنس متریال و جرم گویها شتاب نهایی آنها را تغییر دهیم و واضح است که ترتیب حرکت هر گوی در موتور گرانش 4 به شتاب و ممان اینرسی آن وابسته است. در صورت نداشتن محدودیت در ابعاد سازه موتور گرانش 4 ما می توانیم با تغییر زاویه و یا طول سطوح شیبدار این موتور به شتاب های متفاوتی در حرکت های انتقالی و دورانی گوی ها دست یابیم که قطعا هر چه شتاب حرکت گوی ها بیشتر شود سرعت چرخش پره متصل به ژنراتور بیشتر می شود و در راندمان نهایی تولید انرژی تاثیر افزایشی خواهد داشت.
در زمان محاسبه انرژی پتانسیل برای سامانه موتور گرانش 4 میبایست به این موضوع توجه کنیم که افزایش و یا کاهش میزان انرژی پتانسیل این موتور به میزان ارتفاع سطح شیبدار از سطح زمین وابسته است. همچنین انرژی پتانسیل رابطه مستقیمی با چگالی متریال هر گوی دارد که با استفاده از فرمولهای لاگرانژی میتوانیم براحتی دریابیم که ساخت گوی با چگالی بیشتر (مثل فلزهای جرم سنگین) برای این موتور گرانش منجر به آن خواهد شد که حرکت گوی ها سریعتر شده و با شتاب بیشتری به پایین سطح شیبدار رفت برسند زیرا با آلیاژ فلز ممان اینرسی کمتر می شود. در مقابل اگر در ساخت گوی این موتور از متریال با چگالی کمتر (مثل پلاستیک فشرده و چوب) استفاده کنیم آنگاه حرکت گوی ها بر روی سطح شیبدار کندتر انجام می شود زیرا ممان اینرسی آن افزایش می یابد.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
در موتور گرانش 4 یک حلقه قوسی شکل در انتهای سطح شیبدار رفت نصب شده است تا با استفاده از قانون نیروی گریز از مرکز, منجر به برگشت گوی ها بر روی سطح شیبدار بالایی (مسیر برگشت گوی ها) گردد. در طول مسیر هر دو سطح شیبدار و نیز حلقه قوسی شکل, دو جداره در دو طرف مسیر حرکت نصب شده تا بمثابه یک دیواره از انحراف گوی ها جلوگیری کند. برای کاهش اصطکاک سطوح شیبدار کاملا صاف و سیقلی طراحی شده اند. زاویه شیب در مسیر برگشت با مقدار کمتر محاسبه و لحاظ شده است و این به دلیل آن است که بتوانیم به حداکثر افزایش زاویه در شیب مسیر رفت (به هدف افزایش شتاب گوی ها) دست یابیم. کاهش زاویه مسیر برگشت با استفاده از شارژ بازوی فنری و شتاب بالای گوی ها در مسیر رفت جبران می شود و تمام گوی ها با یک هارمونی سرعتی یکسان در سیکل چرخشی و مداوم خود حرکت می کنند.
همانگونه که در ویدیو انتهای این مقاله قابل مشاهده است گوی ها پس از رسیدن به انتهای سطح شیبدار رفت وارد حلقه قوسی شکل شده و از آن بالا می روند. این حرکت قوسی شکل گوی ها به دلیل قانون دوم نیوتن است که اگر جسمی در حال حرکت شتابدار باشد آن گاه حتما به آن نیرویی وارد میشود و از آنجائیکه در حرکت مدور یکنواخت همیشه یک نیروی برآیند در جهت تأمین شتاب جانب مرکز وجود دارد لذا گوی ها با همان شتاب تقریبی (به نسبت زاویه شیب و ارتفاع بالا رفتن) از قوس حلقه بالا رفته و وارد مسیر شیبدار برگشت می شوند. در حقیقت چرخش مداوم سامانه موتور گرانش 4 برآیندی از شتاب های زاویهای، مماسی و نیروی گریز از مرکز وارد شده بر جرم گوی ها است.
◉ اختراع: نیروگاه تولید برق از نیروی جاذبه زمین
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
ساخت نیروگاهی با استفاده از انرژی پاک و قدرتمند جاذبه زمین هم می تواند به کاهش چشمگیر آلاینده های گازی و شیمیایی در سرتاسر جهان کمک کند و هم بعنوان یک زیر ساخت مدرن و کلان, تسریع دهنده سیاستگذاری های جامعه بین المللی در تشویق بیشتر کشورها به استفاده از منابع تجدید پذیر و دوستدار محیط زیست باشد.
بمثابه سایر اختراعات, این اختراع نیز قابلیت توسعه و ظرفیت بهینه سازی بیشتر را داشته و با تجاری سازی آن می توان کمک شایانی به کاهش تخریب محیط زیست و افزایش تولید برق نمود.
پایان مقاله//
◉ ویدیوی نیروگاه تولید برق با استفاده از «نیروی جاذبه زمین» / از دسته «اختراعات علی پوراحمد»
◉ سازنده انیمیشن این ویدیو: علی پوراحمد
◉ سازنده موسیقی این ویدیو: علی پوراحمد
◉ گفتار متن: علی پوراحمد
◉ زبان: انگلیسی
◉ زیر نویس فارسی: ندارد
درباره مخترع و نویسنده این مقاله 👇 :
مقالات مرتبط با تولید برق از جاذبه زمین :
◉ اختراع نیروگاه تولید برق با استفاده از نیروی جاذبه زمین و حرکت چکشی بازوهای هآیدرولیک در موتور گرانش 1
◉ اختراع نیروگاه تولید برق با استفاده از نیروی جاذبه زمین و نیروی گریز از مرکز در موتور گرانش 2
◉ اختراع نیروگاه تولید برق با استفاده از نیروی جاذبه زمین و چرخ های معلق در موتور گرانش 3
◉ اختراع نیروگاه تولید برق با استفاده از نیروی جاذبه زمین و فیزیک ترکیبی در موتور پیچیده گرانش 5
سایر اختراعات علی پوراحمد :
◉ لیست کامل مجموعه اختراعات و مقالات علمی منتشر شده علی پوراحمد
سایر مقالات علی پوراحمد :
◉ آیا هوش مصنوعی میتواند خالق هنر و جایگزینی برای هنرمند و خلاقیت انسانی باشد؟
◉ چرا در سینمای ایران ژانر علمی تخیلی وجود ندارد!
◉ عوامل تاثیر گذار در خلق اختراعات, چگونه میتوانیم یک مخترع شویم!
◉ آیا خدا وجود دارد؟ آیا وجدان می تواند جایگزین خدا شود؟
تبلیغات
