دکتر هاشم اورعی، استاد دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف، در گفت وگو با ایسنا، با بیان اینکه،ما پروژهای را تعریف کردهایم که بر اساس آن برای توربینهای بادی یک دوقلوی دیجیتال بسازیم،اظهار کرد:دوقلوی دیجیتال در دو حوزه در دنیا پیشرفت خوبی داشته است؛ یکی در حوزه قلب انسان و دیگری در موتور هواپیما. در حوزه پزشکی، برای بیماری که مشکل قلبی دارد، یک دوقلوی دیجیتال از قلب او ساخته میشود و این دوقلو بهصورت برخط و مستمر وضعیت قلب بیمار را ارزیابی میکند و به پزشک کمک میکند تا برای مثال مشخص کند که آیا بیمار در مقطع خاصی نیاز به جراحی دارد یا خیر.
پایش برخط موتور هواپیما از روی زمین
اورعی ادامه داد: در حوزه دوم، دوقلوی دیجیتال برای موتور هواپیما به کار گرفته شده است. موتور هواپیما چیزی نیست که بتوان گفت اگر جایی از آن خراب شد، هواپیما متوقف میشود و بعد مشکل را برطرف میکنیم؛ چراکه خرابی موتور میتواند تبعات بسیار جدی داشته باشد. به همین دلیل، مهندسان پرواز از روی زمین، وضعیت موتور هر هواپیما را بهصورت برخط پایش میکنند تا اگر نیاز به اقدامی وجود داشته باشد، پیش از بروز خرابی، قطعه مورد نظر تعویض شود.
استاد دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف درباره کاربرد این فناوری در توربینهای بادی گفت: پروژهای که ما در حوزه توربینهای بادی تعریف کردهایم، با همین هدف انجام میشود. بسیاری از توربینهای بادی در نقاط بسیار دورافتاده قرار دارند و اگر قرار باشد پس از خراب شدن یک بخش از توربین متوجه مشکل شویم و سپس نیرو و تجهیزات اعزام کنیم، توربین برای مدتی از مدار خارج میشود و انرژی زیادی از دست میرود.
وی افزود: دوقلوی دیجیتال به ما کمک میکند پیش از آنکه اتفاقی برای توربین بیفتد، وضعیت آن را ارزیابی کنیم. برای مثال، ممکن است بر اساس خروجی دوقلوی دیجیتال مشخص شود که باید هر ماه چهار ساعت توربین را متوقف کنیم و در این مدت اقدامات لازم برای تعمیر یا تعویض قطعات را انجام دهیم.
اورعی با تأکید بر اینکه دوقلوی دیجیتال بر مبنای دادههای واقعی عملکرد توربین کار میکند، خاطرنشان کرد:تمام اطلاعات مربوط به عملکرد توربین ثبت و بهصورت بیسیم برای دوقلوی دیجیتال ارسال میشود. این سامانه با استفاده از اطلاعاتی که بهصورت مستمر دریافت میکند، محاسبات و شبیهسازیهای لازم را انجام میدهد و وضعیت لحظهای توربین را بهصورت برخط تعیین میکند.
وی درباره روند اجرای این پروژه گفت: این پروژه توسط دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف و با مسئولیت من در حال انجام است و تعدادی از دانشجویان دکتری نیز روی آن کار میکنند. کار پروژه بسیار خوب پیش رفته و در حال انجام است.
استاد دانشگاه صنعتی شریف ادامه داد: از طرف انگلستان نیز دکتر کامیار مهران، از استادان دانشگاه کوئین مری لندن، در این پروژه همکاری دارد و بهویژه آزمایشهای عملی پروژه را در دانشگاه کوئین مری لندن انجام میدهیم. بنابراین، این یک پروژه مشترک میان دو دانشگاه است.
هنوز دوقلوی دیجیتال نیروگاه بادی به مرحله تجاری نرسیده است
اورعی درباره ارزش علمی و فناورانه این پروژه گفت: در دنیا هنوز دوقلوی دیجیتال نیروگاه بادی به شکل کامل و تجاری وجود ندارد و کارهای تحقیقاتی در این زمینه در دانشگاهها در حال انجام است. بنابراین، هنوز نمیتوان گفت چنین فناوری بهصورت کامل در اختیار صنعت قرار گرفته است.
وی درباره میزان افزایش بهرهوری حاصل از اجرای این فناوری بیان کرد: پس از آنکه پروژه از مراحل تحقیقات عبور کند، نمونهسازی و آزمایش شود و نصب و تدوین فناوری نیز انجام گیرد، از نمونه آزمایشگاهی به سمت نمونه عملی حرکت خواهیم کرد.
اورعی افزود: ما در مرکز تحقیقات برق و الکترونیک سجاد، نتایج تحقیقات را دریافت میکنیم، نمونه را میسازیم و برای نصب و بهرهبرداری به محل مورد نظر منتقل میکنیم. پیشبینی شخصی من این است که با اجرای کامل این پروژه، بتوانیم حداقل پنج درصد میزان انرژی دریافتی از هر توربین را در طول عمر مفید آن افزایش دهیم.
باتری شنی؛ راهکاری برای ذخیرهسازی حرارت و تولید مجدد برق
استاد دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف، در ادامه با اشاره به ایده استفاده از باتری شنی برای ذخیرهسازی حرارت گفت: ما میتوانیم حرارت اضافی را به چیزی که به آن باتری شنی گفته میشود، منتقل کنیم. باتری شنی در واقع به این معناست که گرما را در شن ذخیره میکنیم. اگر بخواهیم موضوع را سادهتر توضیح دهیم، فرض کنید یک بشکه پر از شن داریم؛ حرارت را وارد این شن میکنیم و با عایقبندی مناسب، مانع از هدررفت آن میشویم.
وی افزود: هر زمان که به برق نیاز داشته باشیم، به جای اینکه برای تولید برق دوباره گاز، گازوئیل یا مازوت مصرف کنیم، میتوانیم از این حرارت ذخیرهشده استفاده کنیم. این گرما را به ژنراتور میدهیم و ژنراتور با دریافت حرارت، مجدداً برق تولید میکند.
اورعی ادامه داد: این ایده چند سال است که مطرح شده، اما در کشور ما هنوز نمونه عملیاتی آن وجود ندارد. در واقع، هدف این پروژه تولید برق از طریق بازیافت حرارتی است که در فرآیندهای صنعتی تولید میشود اما مورد نیاز نیست و معمولاً به هدر میرود.
اجرای پروژه باتری شنی در دانشگاه صنعتی شریف
استاد دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف با اشاره به اجرای این پروژه در این دانشگاه گفت: این پروژه نیز در دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف و توسط دانشجویان دکتری من در حال انجام است. در بخش مکانیکی پروژه نیز دکتر نادر کریمی، از استادان دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف، با ما همکاری دارد.
وی اظهار کرد: اگر مراحل پروژه طبق برنامه پیش برود، ابتدا از نظر علمی و فنی یک نمونه آزمایشگاهی میسازیم و پس از طی این مراحل، به دنبال اجرای آن در مقیاس صنعتی خواهیم بود. برای مثال، میتوانیم در یک کارخانه سیمان شرایط لازم برای ساخت یک باتری شنی را فراهم کنیم و حرارت اضافی کارخانه را در آن ذخیره کنیم.
اورعی با توضیح تفاوت باتری شنی با باتریهای معمولی گفت: باتری معمولی برای ذخیره برق است، اما باتری شنی در واقع حرارت را ذخیره میکند. ما میتوانیم حرارت را در آن ذخیره کنیم و هر زمان که نیاز داشتیم، از این حرارت برای تولید مجدد برق استفاده کنیم.
امکان استفاده از حرارت ذخیرهشده در فصل سرد
وی با اشاره به نزدیک شدن به فصل سرد سال گفت: این امکان وجود دارد که حرارت ذخیرهشده مستقیماً برای گرمایش نیز مورد استفاده قرار گیرد. در این حالت، اگر حرارت مورد نیاز منطقه باشد، میتوان آن را برای گرمایش منتقل کرد و دیگر نیازی به مصرف مجدد گاز برای تولید حرارت نخواهد بود.
استاد دانشگاه صنعتی شریف افزود: البته الزاماً نباید حرارت را دوباره به برق تبدیل کنیم. اگر یک کارخانه سیمان در وسط بیابان قرار داشته باشد و در آن منطقه نیازی به حرارت وجود نداشته باشد، میتوانیم حرارت ذخیرهشده را دوباره برای تولید برق استفاده کنیم؛ اما اگر در آن منطقه نیاز به حرارت وجود داشته باشد، میتوان آن را مستقیماً منتقل و مصرف کرد.
حرکت از نمونه آزمایشگاهی به کاربرد صنعتی
اورعی تأکید کرد: هدف ما این است که پس از اثبات علمی و ساخت نمونه آزمایشگاهی، این فناوری را به سمت کاربرد صنعتی ببریم. کارخانههای صنعتی، بهویژه صنایعی که حجم زیادی حرارت تولید میکنند، میتوانند یکی از محلهای مناسب برای اجرای چنین طرحی باشند؛ زیرا بخشی از حرارت تولیدشده در این واحدها بدون استفاده به محیط منتقل میشود.
وی خاطرنشان کرد: با ذخیرهسازی این حرارت در باتری شنی، میتوان آن را در زمان مورد نیاز دوباره مورد استفاده قرار داد و به این ترتیب، هم از اتلاف انرژی جلوگیری کرد و هم در صورت نیاز، از همان انرژی برای تولید مجدد برق استفاده کرد.
انتهای پیام
