انرژی های زیستی (انسان هوشمند)

انرژی های زیستی (انسان هوشمند)

دکتر افشین معینی فردوسی

چکیده

مدیریت محیط زیست و حفظ آن بدون شک یکی از مهم ترین مسائل هر کشوری می باشد، چرا که بدون محیط زیست سالم امکان توسعه انسانی به معنای واقعی آن وجود ندارد. سامانه اطلاعات جغرافیایی ( GIS) به عنوان اصلی ترین ابزار جمع آوری و تحلیل داده ای جغرافیایی و بررسی روابط میان انسان و محیط زیست شناخته می شود. اطلاعات بدست آمده از این سامانه توسط نهادها و بخش های مختلف جمع آوری شده و استفاده میشود. این سیستم به دلیل نوع برنامه ریزی و توانایی تجزیه و تحلیل بالایش دارای جایگاه ویژه ای در مسائل مدیریت محیط زیست می باشد. این ابزار قادر به سازماندهی اطلاعات و داده های پراکنده موجود و تبدیل آنها به اطلاعاتی مفید برای تصمیم گیری در سطوح عالی توسط سیاست گزاران و برنامه ریزان می باشد. امروزه بررسی بسیاری از مشکلات زیست محیطی به تحلیل های GIS وابسته است از جمله آلودگی آب، کیفیت هوا، محل دفن زباله ها، تنوع حیات وحش، تخریب جنگل ها و تغییرات آب و هوای جهان. این سیستم با استفاده از تصاویر ماهوارهای داده های موجود مانند وضعیت منابع آلودگی، روند گردش آلایندهها، وضعیت دریاها و خشکیها، برداشت از منابع، سکونتگاه - های انسانی، وضعیت جنگل ها و مراتع و پهنه بندی دقیق را بر روی نرم افزار ثبت کرده و روابط مشخصی را میان این حجم انبوه از داده ها با هدف پیش بینی رویدادها و نتایج آنی بدست می دهد. در این پژوهش به بیان اهمیت و کاربرد این سیستم در محیط زیست و جنبه های مختلف آن پرداخته شده است.

کلیدواژه ها

سیستم اطلاعات جغرافیایی ، GIS، مدیریت محیط زیست، توسعه پایدار

مقالات مرتبط جدید

• مدیریت پسماندهای پتروشیمی در ایران
• جایگاه معماری سبز در چشم انداز شهرهای تاب آور
• کاربرد برنامه ریزی همکارانه در سوانح طبیعی (مطالعه موردی امداد و نجات وشبکه های دسترسی شهری در زمان وقوع زلزله)
• وضعیت کیفی هوای کلان شهر تهران بر اساس شاخص AQI طی سال های ۱۳۹۲ تا ۱۴۰۲
• مانور ابزاری مناسب برای فرآیند یادگیری و پاسخی موثرجهت کاهش خسارات ناشی از شرایط اضطراری

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.

تولید گرما از انرژی خورشیدی

آیا پنل های خورشیدی از نور خورشید برای تولید برق استفاده میکنند یا از گرمای آن؟

امروزه استفاده از سیستم های تجدیدپذیر نظیر سیستم های خورشیدی با استقبال زیادی روبه رو شده است. یکی از باور های رایجی که در بین عموم مردم این است که هر چقدر شدت گرما بیشتر باشد صفحات خورشیدی برق بیشتری تولید می کند. در این مقاله میخوایم به عوامل تاثیر گذار بر تولید پنل خورشیدی بپردازیم و همچنین پاسخ این سوال را که رابطه پنل خورشیدی با نور و گرما به چه صورت است را بدهیم.

ما به دو صورت میتوانیم از انرژی خورشید استفاده کنیم :
1. گرما
2. نور

📷

فهرست عناوین پنهان

1 انرژی گرمای خورشید:

2 انرژی نوری خورشید:

2.1 سایر عوامل دخیل در تولید انرژی

انرژی گرمای خورشید:

در این حالت ما میتوانیم از انرژی خورشید به عنوان یک منبع گرما استفاده کنیم. برای مثال میتوان از این انرژی برای گرم کردن آب خانه، پخت و پز و در برخی از موارد میتوان از این انرژی برای تبدیل آب به بخار و در نهایت چرخش توربین در نیروگاه های حرارتی برای تولید برق استفاده کرد. منتها این موضوع که پنل های خورشیدی با گرما کار می کنند درست نیست و دارای پیچیدگی بیشتری نبست به سایر سیستم های حرارتی دارد. که در ادامه به آن می پردازیم

📷

انرژی نوری خورشید:

پنل خورشیدی نور خورشید را مستقیم به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند که به این پدیده فتوولتائیک می گویند، در واقع پنل خورشیدی انرژی خود را از نور می گیرید نه گرما، یعنی هر چه نور بیشتری به پنل ها برخورد کند و جای آن هم خنک باشد تولید بهتری خواهد داشت.

زیباترین کاربردهای پنل های خورشیدی در دنیا

دمای استاندارد پنل های خورشیدی 77 درجه فارنهایت (یا 25 درجه سانتیگراد) است. هر چه شدت داغی پنل ها بالاتر می رود، پنل های خورشیدی تولید آنها کاهش می یابند. یکی از ویژگی های پنل های با کیفیت این است که کاهش تولید پنل در اثر افزایش دما زیاد نباشد.

یک روز زمستانی را تصور کنید. این بهترین شرایط برای تولید برق توسط پنل های خورشیدی می باشد. حتی برف می تواند با انعکاس نور خورشید بر روی پنل ها باعث شود تا انرژی بهتری تولید کند.( البته تا زمانی که پنل ها را نپوشاند)

سلول های فتوولتائیک مربوط به پنل های خورشیدی عمدتا از طیف مرئی نور برای تولید برق استفاده می کنند. مقداری از این نور برای چشم انسان قابل مشاهده است و برخی از آن – مانند نور مادون قرمز و ماوراء بنفش و غیره قابل مشاهده نیستند. ابرها ممکن است قسمت زیادی از نور مرئی را مسدود کنند، اما کل طیف را مسدود نمی کنند.

📷

سایر عوامل دخیل در تولید انرژی

یکی دیگر از عواملی که بر تولید پنل های خورشیدی تاثیر زیادی دارد زاویه مربوط به نصب پنل ها می باشد. بهترین حالت این است که همواره صفحات خورشیدی به صورت عمود رو به آفتاب باشند. با توجه به اینکه معمولا صفحات خورشیدی به صورت ثابت روی سقف خانه ها قرار میگیرند این امکان وجود ندارد که صفحات همواره بر آفتاب عمود باشند، لذا به منظور دستیبابی به حد اکثر توان با توجه به زاویه ثابت نصب پنل ها می بایست زاویه ای را انتخاب کنیم که تولید میانگین سالانه پنل ها در حداکثر حالت خود باشد.

پنل خورشیدی برای خانه - آیا خانه شما برای پنل خورشیدی مناسب است؟

مقدار نور نیز در تولید انرژی نقش دارد. موقعیت مکانی یک خانه می تواند نقش مهمی نیز در میزان نور ورودی به صفحات خورشیدی داشته باشد. به عنوان مثال، خانه ای در دامنه تپه ممکن است صبح ها نور زیادی داشته باشد اما بعد از ظهر زیاد نور نداشته باشد. بسیاری از خانه ها با سایه درختان و سایر موانع مشکل دارند و گرد و غبار یا برگ ها نیز می توانند خروجی را کاهش دهند.

همه عواملی که تاکنون مورد بحث قرار گرفته اند بر تولید انرژی یک سیستم خورشیدی تاثیر می گذارند. همچنین مطمئن شوید که سیستم در آزمون زمان مقاومت خواهد کرد. علت اصلی فرسودگی پنل های خوشیدی، خوردگی و ترک های کوچک در سلول های خورشیدی است که تقریبا دیده نمی شود ولی خروجی پنل ها را کاهش می دهد. پنل های خورشیدی طوری طراحی شده اند که طول عمر آن ها حدود 40 سال باشد.
استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی تاثیرات زیست محیطی بسیار خوبی دارد که میتوان آن را به عنوان بزرگترین مزیت سیستم های تجدیدپذیر در نظر گرفت. برای مثال استفاده از صفحات خورشیدی برای تولید برق می تواند سبب کاهش دی اکسید کربن مربوط به نیروگاه های فصیلی شود.

فناوری حرارتی خورشیدی مبتنی بر مواد تغییر فاز دهنده (PCM) روشی ارزان و عملی برای غلبه بر خاصیت متناوب بودن انرژی خورشیدی است. به عبارت ساده تر همیشه امکان دسترسی به این انرژی ممکن نیست و با کمک این فناوری می توان نور خورشید را به شکل گرما ذخیره کرد.

با این حال، قابلیت ضعیف تبدیل نورگرمایی (فتوترمال) و فرآیندهای آماده سازی پیچیده مانع از کاربرد عملی PCM ها شده است.

یکنواخت و محکم نانوپلاکت گرافن (GNP) از طریق واکنش اکسید گرافن (GO) با فوم ملامینه سیلانیزه شده (MF) معرفی کرده اند.

سیلان یک گاز بی رنگ، قابل اشتعال و با بوی تند و زننده است و سیلانیزه شدن به معنای پوشاندن سطح با گروههای عاملی مولکول های آلکوکسی سیلان است.

در این پژوهش لایه آمینو سیلوکسان رسوب شده نه تنها چسبندگی و یکپارچگی نانوصفحات GNP/GO تعبیه شده را ارتقا داد، بلکه در مقایسه با تحقیقات پیشین مسیر ترکیب شیمیایی را نیز ساده تر کرد.

پس از کاهش اکسید گرافن با اولیلامین (OA)، فوم های ترکیبی GNP/rGO با یک شبکه یکپارچه به دست آمد. PCM های مرکب از طریق ادغام موم پارافین (PW) در ساختار هیبریدی تهیه شدند.

آبگریزی و تخلخل بالای فوم های GNP/rGO منجر به بارگیری بالای موم پارافین ( معادل حدود ۹۷ درصد وزن آن) شد.

چارچوب GNP/rGO راندمان ذخیره سازی حرارت خورشیدی عالی تا ۹۲.۲٪ ارائه می دهد.

ساختارهای شهرسازی با بررسی فاکتورهای منطبق و رویکرد اوکو سیستماتیک در مناطق و اقلیم هایی که در این الگو در تمدن بشری پژوهش کردند 

ارائه خدمات اکوسیستم شهری از طریق زیرساخت سبز چند منظوره در ایالات متحده سارا تیلور لاول، جان آر تیلور اکولوژی منظر 28 (8)، 1447-1463، 2013 این مقاله یک استراتژی برای ارائه خدمات اکوسیستم در مناطق شهری از طریق یک فرآیند برنامه ریزی مشارکتی با هدف قرار دادن زیرساخت های سبز چند منظوره را خلاص می کند. ما از ادبیات چند کارکردی چشم انداز استفاده می کنیم، که در درجه اول در محیط های کشاورزی اعمال شده است، و فرصت هایی را برای توسعه زیرساخت های سبز شهری پیشنهاد می کنیم که می تواند به سلامت اجتماعی و اکولوژیکی پایدار شهر کمک کند. با اندیشیدن به انعطاف پذیری سیستم، استراتژی ها ممکن است بر پتانسیل زیرساخت های سبز تمرکز کنند تا امکان سازگاری و حتی تغییر در مواجهه با چالش های آینده مانند تغییرات آب و هوا، ناامنی غذایی و منابع محدود را فراهم کند. از آنجایی که برنامه ریزی برای عملکردهای چندگانه زمانی که ذینفعان مختلف درگیر هستند، می تواند دشوار باشد، ما ابزارهای پشتیبانی تصمیم را بررسی کردیم که می توان آن ها را در برنامه ریزی زیرساخت سبز در مراحل اولیه به کار برد، تا مردم را درگیر کند و اقدام به اجرای یک راه حل ترجیحی را تشویق کند. چندین سرویس اکوسیستم خاص که می تواند برای ارزیابی فضاهای سبز شهری فعلی و آینده مرتبط باشد عبارتند از: تنوع زیستی گیاهی، تولید غذا، کنترل ریزاقلیم، نفوذ خاک، ترسیب کربن، کیفیت بصری، تفریح، و سرمایه اجتماعی. ادغام چنین خدمات اکوسیستمی در پروژه های سبز مقیاس کوچک می تواند به خلاقیت و توانمندسازی محلی اجازه دهد که الهام بخش تحول گسترده تر زیرساخت های سبز در سطح شهر باشد. شهرهایی که با حمایت از پروژه های سبز به چنین رویکردی متعهد می شوند، احتمالا در بلندمدت از طریق ارزش خدمات اکوسیستمی برای ساکنان شهری و عموم مردم سود خواهند برد.

برد امنیت غذایی در ظرفیت طراحی شهری منطبق با فاکتورهای اکوسیستماتیک:

معرفی جنگلداری مواد غذایی شهری: رویکردی چند منظوره برای افزایش امنیت غذایی و ارائه خدمات اکوسیستمی کایل اچ کلارک، کیمبرلی نیکلاس اکولوژی منظر 28 (9)، 1649-1669، 2013 ما نقش بالقوه گونه های چوبی چند ساله تولیدکننده غذا ("درختان غذا") را در شهرها در زمینه توسعه پایدار شهری بررسی می کنیم و یک رویکرد چند منظوره را پیشنهاد می کنیم که عناصر کشاورزی شهری، جنگل داری شهری، و جنگل داری زراعتی را به آنچه که ما "شهری" می نامیم، ارائه می کنیم. جنگلداری مواد غذایی» (UFF). ما از چهار رویکرد در مقیاس های مختلف برای سنجش پتانسیل UFF برای افزایش پایداری شهری و کمک به امنیت غذایی در زمینه شهرنشینی و تغییرات آب و هوایی استفاده کردیم. ابتدا، ما 37 ابتکار فعلی را بر اساس درختان غذایی شهری شناسایی کردیم و فعالیت های آنها را در سه دسته تجزیه و تحلیل کردیم: کاشت، نقشه برداری، و برداشت، و دریافتیم که اکثریت (73٪) فقط یک فعالیت را انجام دادند و تنها 8٪ هر سه را انجام دادند. دوم، ما 30 طرح جامع جنگلداری شهری را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم و دریافتیم که تنها 13 درصد شامل امنیت غذایی انسان در میان اهداف آنها می شود، در حالی که 77 درصد شامل زیستگاه حیات وحش می باشد. سوم، ما از برلینگتون، ورمونت به عنوان یک مطالعه موردی برای تعیین کمیت عملکرد بالقوه میوه در فضای باز در دسترس عموم، در صورت کاشت با Malus domestica (سیب معمولی) تحت نه سناریو مختلف کاشت و عملکرد استفاده کردیم. ما دریافتیم که 108 درصد از حداقل مصرف توصیه شده روزانه میوه برای کل جمعیت شهر را می توان در بلندپروازانه ترین سناریوهای کاشت، با پتانسیل قابل توجهی برای کمک به امنیت غذایی حتی در سناریوهای متوسط تر برآورده کرد. در نهایت، ما یک ماتریس آب و هوا-غذا-گونه از درختان غذایی بالقوه مناسب برای محیط های معتدل شهری به عنوان یک ابزار تصمیم گیری ایجاد کردیم. ما در مجموع 70 گونه را شناسایی کردیم که 30 گونه از آنها را بر اساس مقاومت به سرما، تحمل به خشکی و خوراکی بودن آنها برای جنگلداری مواد غذایی شهری "بسیار مناسب" ارزیابی کردیم. ما نتیجه می گیریم که پتانسیل دست نخورده قابل توجهی برای جنگل داری مواد غذایی شهری وجود دارد تا از طریق افزایش امنیت غذایی و چند کارکردی چشم انداز به پایداری شهری کمک کند.