نانو و هوش مصنوعی ترکیب قدرتمند برای ساخت نیروگاه های هوشمند
بازار پرواز: وقتی نانو و هوش مصنوعی دست به دست هم می دهند، نیروگاه های حرارتی از یک سامانه سنتی به یک ماشین هوشمند و کم مصرف تبدیل می شوند.
به گزارش بازار پرواز به نقل از مهر، فناوری نانو با ورود به قلب تجهیزات نیروگاهی، انقلابی در مواد، پوشش ها و سیالات مورد استفاده بوجود آورده است. پوشش های نانویی مقاوم در مقابل خوردگی و حرارت بالا حال در بویلرها و خطوط انتقال بخار به کار گرفته می شوند تا از پوسیدگی و افت راندمان جلوگیری نمایند. این پوشش ها ضمن سبک بودن، دوام بالایی در مقابل تنش های فیزیکی و شیمیایی دارند.
در برابر رسوب گذاری و آلودگی، نانوپوشش های ضد رسوب و آنتی فولینگ سطح داخلی تجهیزات را از ته نشست ها و آلودگی های مزاحم حفظ نموده و سبب کاهش دفعات پاک سازی و تعمیرات می شوند. همچنین، نانوپوشش هایی با خاصیت های اصطکاکی اصلاح شده برای کاهش سایش قطعات متحرک در توربین ها و پمپ ها توسعه یافته اند و عمر قطعات را بطور قابل توجهی افزایش داده اند.
در سامانه های خنک کاری، نانوسیالات به عنوان نسل جدید سیالات حرارتی با هدایت گرمایی بالا وارد میدان شده اند. این سیالات، که از توزیع پایدار نانوذرات در سیالات پایه ساخته می شوند، در موتورخانه ها و سیستم های سرمایشی موجب انتقال حرارت مؤثرتر و کاهش مصرف انرژی شده اند.
در حوزه کاهش آلایندگی، نقش نانوکاتالیست ها بسیار کلیدی است. این ساختارها با سطح ویژه بالا و فعالیت شیمیایی دقیق، امکان تصفیه مؤثر گازهای خروجی مانند CO₂، NOₓ و SOₓ را فراهم نموده اند. بطور هم زمان، نانوذرات موجب پیشرفت عملکرد مبدل های حرارتی شده و از کاهش بازده آنها بر اثر رسوبات جلوگیری می کنند.
در بحث تامین و تصفیه آب نیز، نانوغشاها برای تصفیه فاضلاب نیروگاهی و بازیافت آب با دقت بالا استفاده می شوند. این غشاها بدون نیاز به مصرف بالای انرژی، کیفیت آب را تا سطح مطلوب جهت استفاده مجدد ارتقا می دهند. از طرفی، نانوکامپوزیت ها در ساخت قطعات مقاوم، سبک و بادوام مورد استفاده قرار گرفته اند که عملکرد، حمل و نقل و نصب تجهیزات را تسهیل کرده اند.
برای افزایش راندمان حرارتی، پوشش های نانویی کاهنده تلفات انرژی طراحی شده اند که بر روی دیواره های بویلر و سطوح انتقال گرما اعمال شده و به کاهش اتلاف حرارتی کمک می کنند. همچنین، مواد و روش های عایق کاری نانویی از اتلاف گرما در مسیرهای انتقال بخار و تجهیزات کلیدی جلوگیری کرده و پایداری حرارتی سیستم را بالا برده اند.
هوش مصنوعی؛ مغز متفکر نیروگاه های آینده
در کنار نانو، هوش مصنوعی به عنوان مغز متفکر نیروگاه های مدرن، نقشی بی بدیل در تحلیل داده های عملکردی و تصمیم سازی هوشمندانه ایفا می کند. با تحلیل لحظه ای داده های دریافتی از توربین ها، ژنراتورها و سامانه های کنترل، الگوریتم های هوش مصنوعی می توانند الگوهای مصرف انرژی و سوخت را پیش بینی کرده و فرآیندهای بهره برداری را بهینه سازی کنند.
در زمینه نگهداری و تعمیرات، سیستم های هوشمند با استفاده از پایش وضعیت تجهیزات و الگوریتم های یادگیری ماشین، قادر به پیش بینی زمان خرابی ها و زمان بهینه تعمیرات هستند. این رویکرد پیش نگر نه فقط از خاموشی های ناخواسته جلوگیری می کند، بلکه بهره برداری از تجهیزات را نیز پایدارتر می سازد.
هوش مصنوعی با مدل سازی پیشرفته، امکان تنظیم بهینه بار نیروگاه را در وضعیت متغیر فراهم می آورد که با حداقل مصرف سوخت، تولید انرژی ادامه یابد و در عین حال، تولید آلاینده هایی مانند CO₂، NOₓ و SOₓ کاهش پیدا کند. همین طور در وضعیت بحرانی یا کمبود منابع، این فناوری با تحلیل سناریوهای مختلف، راهکارهای بهره برداری پایدار پیشنهاد می دهد.
هوش مصنوعی با کمک ابزارهای پیشرفته شبیه سازی و تحلیل کلان داده ها، تلفات انرژی در سامانه های الکترومکانیکی و الکترونیکی را کاهش داده و راندمان کلی تأسیسات را ارتقا می دهد. این رویکرد، همراه با نانوفناوری، تصویر نیروگاه آینده را شکل می دهد: نیروگاهی هوشمند، خودپایش، کم مصرف و دوستدار محیط زیست.
مسیر آینده؛ از سیاستگذاری هوشمند تا بومی سازی فناوری ها
کارشناسان اعتقاد دارند که بهره برداری گسترده از فناوری نانو و هوش مصنوعی در صنعت نیروگاهی، بدون تامین زیرساخت های علمی و حمایتی مناسب ممکن نخواهد بود. حمایت هدفمند سیاست گذاران از بومی سازی فناوری های نانویی و هوش مصنوعی، اولین گام در این راه است. همچنین، آموزش و توانمندسازی نیروی انسانی متخصص در عرصه های میان رشته ای داده، نانو و انرژی برای توسعه عملیاتی این فناوری ها لازم است.
تعریف پروژه های مشترک میان دانشگاه ها، صنعت و نهادهای پژوهشی، توسعه ابزارهای شبیه سازی برای کاهش هزینه های آزمون و خطا، و ایجاد مسیرهای شفاف برای انتقال دانش فنی به صنعت از دیگر الزامات این تحول فناورانه به شمار می روند.
آینده نیروگاه ها از جنس نانو و هوش است
فناوری نانو و هوش مصنوعی، نه فقط بصورت مستقل بلکه به صورت هم افزا، درحال باز تعریف استانداردهای عملکرد در صنعت نیروگاهی هستند. از حفاظت مواد تا تحلیل داده، از کاهش آلاینده ها تا پیش بینی آینده، این دو فناوری مکمل، شالوده نیروگاه های حرارتی آینده را شکل می دهند؛ نیروگاه هایی هوشمند، پاک، پایدار و اقتصادی.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب