خودروهای سبز-جلسه هفتم

 اهداف جلسه : آشنایی با قطعات الکترونیکی خودرو خورشیدی و نحوه کارکرد آن
7-1- مقدمه
خودروها علاوه بر بخش مکانیکی، دارای بخش­ها متفاوت دیگری نیز می­ باشد، یکی از این بخش ­ها قسمت برقی خودرو است. در خودروهای بنزینی و گازوئیلی که از سوخت فسیلی استفاده می ­کنند، از برق برای استارت، چراغ ها و سایر قسمت­ های مختلف استفاده می­ شود. اما در خودروهای برقی و خورشیدی، برق مستقیما به عنوان سوخت استفاده می­ شود.
7-2- بخش برقی خودرو
7-2-1- پنل های خورشیدی
استفاده درست و بهینه از انرژی از دیرباز در دستور کار بشر قرار گرفته بود.  انسان ها تا قبل از کشف منابع عظیم انرژی های فسیلی و بهره برداری از آنها از انرژی های پاک مانند خورشید و باد استفاده های فراوانی می­ کردند. ساختار معماری در ایران و باقیمانده بادگیرها در یزد بیان­گر این موضوع می ­باشد. همچنین در دیگر کشور­ها مانند آمریکا و آفریقا استفاده از آبگرمکن­ های خورشیدی مرسوم و رایج بوده است.
در ایران دیوارهای کاهگلی منازل به دلیل میزان انتقال حرارت کم و ناچیز، حرارت جذب شده از نور خورشید در ساعات روز با تاخیر چند ساعته در شب هنگام، وارد فضای خانه می ­شده است و به این ترتیب در ساعات گرم روز هوای منزل خنک و در خنکای شب هوای خانه از گرمای مطبوعی برخوردار بوده است. و به این ترتیب مصرف انرژی به صورت بهینه انجام می­شده است.
فکر استفاده از پنل های خورشیدی نیز از گذشته در ذهن خلاق بشر عاری از تکنولوژی بوده است. ارشمیدس مخترع بزرگ یونان قدیم با استفاده از نور خورشید و تعداد زیادی از آینه های مربعی کوچک که بر یک پایه متحرک در کنار هم قرار داشتند اشعه خورشید را بر روی ناوگان دشمن متمرکز کرد و ناوگان دشمن را به آتش کشید.
البته اشکال ساده پنل های خورشیدی برای ایجاد حرارت و گرم کردن آب نیز استفاده می­ شده است. بطور کلی شاید بتوان گفت بشر دیروز، به شکل ساده ای از بشر امروز جلوتر بوده است بدون اینکه حتی کوچکترین آسیبی به طبیعت اطراف خود زده باشد. بهتر است ما نیز برای اینکه از گذشته خود و نیاکان خود عقب نمانیم کمی با استفاده درست انرژی های پاک سلامت را به زندگی خود باز گردانیم.
با جستجو در گذشته و تاریخ خود پیشرفت را در زندگی خود نمایان ­تر کنیم. پنل های خورشیدی محصولات ناشناخته نیستند بلکه اشکال تکامل یافته ای از ابزار مورد استفاده نیاکانمان هستند.
پنل­ های خورشیدی برای تولید برق از نور خورشید استفاده می ­شوند. وقتی که نور خورشید به این صفحات می خورند، بر اساس پدیده­ای به نام پدیده فتوولتائیک انرژی الکتریکی تولید می ­شود. این صفحات بدون تولید کردن هیچ آلودگی زیست محیطی انرژی پاک تولید می­ کنند.
                                                                       شکل 7-1- پنل خورشیدی بر بام خانه
ما می­ توانیم با استفاده از انرژی پاک خورشیدی به جای استفاده از سوخت فسیلی، علاوه بر کاهش آلودگی هوا انرژی ارزان در اختیار داشته باشیم.
                                                           شکل 7-3- خودرو اسباب بازی خورشیدی
انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل خورشیدی به موتور می­رسد و ماشین با کمک تسمه و قرقره به حرکت درمی ­آید.
7-2-2- سیم
از سیم برای انتقال جریان الکتریکی در جاهای متفاوت از جمله، خانه­ها، خودرو، تلفن، شارژر و... استفاده می­شود. سیم­ ها بر اساس نوع کاربرد انواع متفاوتی دارند، به عنوان مثال سیم انتقال جریان برق اصولا از جنس مس می­ باشد، چون مس رسانایی الکتریکی بالایی دارد.
برای انتقال جریان برق از نیروگاه به منازل نیز از سیم استفاده می­ شود، به طور کلی می­توان گفت در هرجا که انرژی الکتریسیته وجود دارد سیم هم به همراه آن است.
                                                                                         شکل 7-5- سیم
مقدار جریان ورودی و شدت آن­ها قطر سیم­ ها را مشخص می­ کند. در صورتی که بخواهیم مقدار برق زیادی را انتقال دهیم از سیم پهن استفاده می­ کنیم و برای جریان­ های کم از سیم نازک.
7-2-3-  کلید
کلید یا سوئیچ به انگلیسیSwitch  وسیله‌ای برای قطع و وصل یا تغییر مسیر جریان الکتریسیته در یک مدار است. پر کاربردترین شکل آن، کلید مکانیکی است که اغلب با نیروی دست و تحت فرمان انسان عمل می‌کند. انواع دیگری از کلیدهای مکانیکی وجود دارند که بر اثر حرکت یا تغییر وضعیت بکار می‌افتند. کلیدهای کوچک درب های برقی و یا درب های خودرو از این گونه‌اند. کلیدهای خودکار مانند کلید نوری دارای حسگر نور و یا دما پا، انواع دیگری از کلیدها هستند.
                                                                                 شکل 7-6- کلید ساده مدار
اساس هر کلید مکانیکی را، دو قطعه رسانا (فلزی) تشکیل می‌دهد که با اتصال آن دو مدار وصل و با جداشدن آنها مدار قطع می‌شود. به این دو قطعه، کنتاکت گفته می‌شود. این قطعات باید در برابر خوردگی مقاوم باشند. چرا که اغلب فلزات به سادگی دچار اکسایش و کاهش شده و این موضوع عملکرد صحیح کلید را متوقف می‌کند. کنتاکت، نه تنها باید رسانا بوده و در برابر خوردگی مقاوم باشند، بلکه باید دارای سختی مناسب برای پیشگیری از سایش و مقاومت مکانیکی کافی باشند.
در کلیدها معمولاً علاوه بر کنتاکت‌ها، بخشی وجود دارد که در دسترس کاربر بوده و کنتاکت را به حرکت در می‌آورد. وجود این بخش باعث می‌شود تا کاربر مستقیماً با کنتاکت تماس نداشته باشد. این بخش می‌تواند بسته به کاربرد کلید، شکل‌های گوناگون داشته باشد.
اگر توان الکتریکی و یا پتانسیل الکتریکی جریان عبوری از کلید، از حدی بیشتر باشد، در هنگام قطع و وصل جریان، میان دو کنتاکت قوس الکتریکی برقرار می‌شود. این قوس الکتریکی باعث ایجاد حرارت بسیار زیادی در محل اتصال کنتاکت‌ها شده و باعث ذوب جزئی (خال زدن) آنها می‌شود. اثر مخرب ولتاژ بالا در ایجاد قوس الکتریکی، از اثر توان الکتریکی نیز بیشتر است.
                                                                     شکل 7-7- کلید برق (لامپ)
                                                                      شکل 7-8- کلید جریان(مداری)
در شکل بالا نمونه ­های متفاوتی از کلیدها دیده می ­شود، کلید در سیستم با قطع کردن جریان ورودی به مدار باعث خاموش شدن آن می­ شود.
 وسایل مورد نیاز : سیم، لامپ، کلید و باتری
تکلیف 1 : یک مدار کوچک روشن شدن لامپ بسازید.
تکلیف 2: تحقیق کنید پنل­ های خورشیدی چگونه انرژی خورشید را به جریان الکتریسیته تبدیل می­ کنند.
محل بازدید ، اردو یا خرید : پاساژ امجد تهران و یا فروشگا­های وسایل الکترونیکی سطح کشور
منابع مطالعه :
کتاب مبانی برق دوره هنرستان
آشنایی مبانی و اصول طراحی سیستم­های برق خورشیدی، تالیف مهندس محمد محمدی قهرودی
تنظیم کننده: محبوبه همت 

  مطالب مرتبط :
خودروهای سبز-جلسه اول
خودروهای سبز -جلسه دوم
خودروهای سبز -جلسه سوم
خودروهای سبز -جلسه چهارم
خودروهای سبز -جلسه پنجم
خودروهای سبز -جلسه ششم
خودروهای سبز -جلسه هفتم
 خودروهای سبز -جلسه هشتم
خودروهای سبز-جلسه نهم