ساخت سرعت‌گیر با قابلیت تولید انرژی و افزایش ایمنی سطح جاده‌ها
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سرعت‌گیری را به منظور تولید انرژی الکتریکی از چندین منبع انرژی تجدیدپذیر به صورت همزمان و با هدف افزایش سطح ایمنی جاده‌ها عرضه کردند که به گفته آنها در بدنه این سرعت‌گیر از پنل‌های خورشیدی و صفحات پیزوالکتریک جهت تولید انرژی الکتریکی استفاده شده است.
به گزارش ایسنا امیرکاظمی‌فرد، مجری طرح با اشاره به بحران انرژی و کمبود منابع انرژی تجدیدپذیر در دنیا، گفت: حرکت به سوی استفاده از مواد جدید هوشمند که دارای توانایی تبدیل انواع مختلف انرژی به یکدیگر هستند و همچنین، تمایل به کاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر به شکل چشمگیری افزایش یافته است.
وی با بیان اینکه در زمینه تولید انرژی از زیرساخت‌های حمل‌ونقل در دنیا تحقیقات زیادی انجام نگرفته است، افزود: نیاز است تا با شناخت چالش‌های موجود در این زمینه، آنها را مرتفع کرد و راهکارهای جدیدی را در حوزه تولید انرژی از زیرساخت‌های حمل‌ونقلی ارائه داد.
کاظمی‌فرد، شاخص فعلی ایمنی در ترافیک و سیستم حمل‌ونقل، هزینه‌های مرتبط با تعمیر و نگهداری معابر و روسازی‌ها و مشکلات مرتبط با امر انتقال انرژی الکتریکی جهت استفاده در صنعت حمل‌ونقل را از جمله چالش‌های موجود در این زمینه دانست و یادآور شد: بر این اساس، طرحی را با عنوان “طراحی و ساخت نسل جدید سرعت‌گیر مولد انرژی هیبریدی HEGSB” در دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی کردیم.
وی اضافه کرد: بدنه سرعت‌گیر مولد انرژی هیبریدی از جنس پلکسی آکریلیک شفاف ساخته شده که درون آن پنل‌های بزرگ خورشیدی با راندمان بالا قرار داده شده است. علاوه بر پنل‌های خورشیدی، به طور همزمان از المان پیزوالکتریک نیز جهت تولید انرژی الکتریکی در سرعت‌گیر بهره بردیم.
مجری طرح، طراحی این سرعت‌گیرها را با هدف کاربرد در نقاط پرخطر و بحرانی جاده به منظور بالابردن سطح ایمنی راه‌ها دانست و یادآور شد: علاوه بر موارد ذکر شده، برخی از مناطق قابل بهره‌برداری از این سرعت‌گیر شامل بنادر، گمرکات، فرودگاه‌ها، مناطق مه‌گیر و دور از تاسیسات برقی و الکتریکی هستند.
این محقق اضافه کرد: با توجه به چالش‌های موجود، به منظور تامین انرژی الکتریکی از جاده‌ها، افزایش کیفیت روسازی آسفالت با هدف کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش شاخص ایمنی ترافیک و حمل‌ونقل با هدف کاهش ریسک هزینه‌ها و خسارات ناشی از خطرات بالقوه موجود در شبکه تقاطع‌ها و نقاط پر خطر و بحرانی، در این طرح تلاش شد تا با استفاده ترکیبی از توان بالقوه موجود در انرژی تابشی خورشید و انرژی جنبشی و گرانشی موجود در وسایل نقلیه در حال حرکت، جهت تولید انرژی از جاده‌ها برای تجهیزات الکتریکی اطراف جاده بهره ببریم.
وی به بیان جزئیات این طرح پرداخت و با بیان اینکه سرعت‌گیر HEGSB از دو قسمت اصلی “بخش سازه سرعت‌گیر” و “بخش الکتریکی و الکترونیکی سرعت گیر” تشکیل شده است، ادامه داد: سرعت‌گیر شفاف خورشیدی در سطح فوقانی سازه، صفحه لاستیکی در قسمت میانی سازه، لایه آسفالتی جهت تحمل بار وارده از سطح، پنل‌های خورشیدی، بورد الکترونیکی برداشت کننده و ذخیره کننده هیبریدی انرژی‌های تجدیدپذیر HRESBB و LED های پر نور چشمک‌زن از جمله زیر بخش‌های این سرعت‌گیر هستند.
کاظمی‌فرد، با تاکید بر اینکه در این طرح، تمامی مراحل توسط تیم متخصص داخلی طراحی شده است، ادامه داد: پس از ساخت نمونه اولیه، سرعت‌گیر هیبریدی مورد ارزیابی‌های دستگاهی و میدانی قرار گرفت.
وی یافتن المان مناسب برای بخش فوقانی سرعت‌گیر با قابلیت گذردهی بالای نور و استحکام لازم جهت عبور خودروها از روی آن، شکل‌دهی و قالب‌گیری صفحات پلکسی با استفاده از برش لیزر و دستگاه CNC و جمع‌آوری جریان‌های فوق‌العاده ضعیف تولیدشده توسط صفحات پیزوالکتریک را از چالش‌های طراحی و ساخت این ابزار دانست.
مجری طرح قابلیت تبدیل همزمان انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک تابشی خورشید به همراه انرژی گرانشی حاصل از حرکت وسایل نقلیه به انرژی الکتریکی و ذخیره سازی آن در جهت تامین انرژی لازم جهت روشنایی معابر، تجهیزات کنترل ترافیک، چراغ‌های راهنمایی، تابلوهای VMS و حسگرها را از جمله مزایای این طرح نام برد و یادآور شد: حفظ و ذخیره سازی سوخت‌های فسیلی برای نسل‌های آینده با امکان بهره‌برداری بهتر از آن، کاهش اثرات زیست محیطی نظیر افزایش گرمای زمین و گازهای گلخانه‌ای، کاهش هزینه تولید و انتقال نیروی الکتریکی (برق) به روش‌های مرسوم و کاهش هزینه نگهداری راه‌ها از دیگر مزایای سرعت‌گیر طراحی شده است.
وی با بیان اینکه این سرعت‌گیر با هدف کاربرد در نقاط پرخطر و بحرانی جاده نظیر ورودی تونل‌ها، پیچ‌های تند در مناطق سردسیر طراحی شده است، اظهار کرد: کاربرد مهم دیگر آن تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز تجهیزات اطراف جاده مانند افشانه‌های زمستانی یا فعال‌سازی علایم اخباری و هشداری بوده است.
کاظمی‌فرد، تمرکز بر روی افزایش راندمان تولید و ذخیره‌سازی انرژی به خصوص در بخش دریافت انرژی از وزن خودروها و تلاش برای تولید نیمه‌صنعتی این دستگاه را از فازهای توسعه‌ای این طرح نام برد.
این طرح در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد از سوی امیرکاظمی‌فرد و با راهنمایی دکتر فریدون مقدس نژاد (استاد راهنما) و دکتر شعله‌کاظمی‌فرد (مشاور صنعتی) در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شده است.
