ژنراتور خورشیدی

WWW.PEG-CO.COM

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

 

برای دریافت انرژی بیشتر از پانل های خورشیدی، نیاز است که آن ها در مسیر مستقیم تابش نور قرار گیرند. سیستم هایی که جهت تابش خورشید را دنبال می کنند، اغلب در ایستگاه های بزرگ انرژی خورشیدی و برخی از تاسیسات خانگی بزرگتر استفاده می شوند، اما اغلب پانل های مسطح برای برنامه های قابل حمل موقت بکار می روند. اخیرا کمپانی Aspect Solar کلرادو امریکا، به اختراع ژنراتور خورشیدی SunSocket دست زده که یک سیستم انرژی خورشیدی بسیار سبک وزن، قابل حمل و جامع می باشد و شامل تعدادی باتری و پانل های خورشیدی است که مزایای استفاده از ردیابی خودکار خورشید را برای کاربردهای کوچک به ارمغان می آورد.

 

 

قسمت خارجی SunSocket، شامل یک بدنه فلزی ۱۱٫۳ کیلوگرمی می باشد که راندمان بالای تک کریستالی ۶۰ وات پانل های فتوولتائیک را دارد و از همین طریق، باتری ۲۰ آمپر لیتیوم فسفات آهن (LiFePO4) را شارژ می نماید که می تواند برای سال ها به صورت بی استفاده بمانند و بنا به اظهارات شرکت اَزْپکت، این باتری به ازای یک ماه، تنها از صفر تا دو درصد تخلیه می شود. کل سیستم خودکار است و به هیچ آداپتور، باتری و یا کابلی احتیاج ندارد.

 

تاکنون این سیستم مانند همه سیستم های انرژی خورشیدی دیگر به نظر می رسد اما با گشودن درب آن، چیزهای بیشتری خواهیم دید. در درون آن یک پانل خورشیدی گسترش یافته موجود است که طولی معادل ۱۱۳٫۷ سانتی متر دارد. می توانید این پانل را حرکت دهید در این صورت، باله های آن به بیرون لغزانده می شوند و زمانی که سوئیچ قدرت را بفشارید، پانل ها به صورت اتوماتیک خورشید را ردیابی می کنند. این ویژگی موجب افزایش عملکرد می شود و به یک باتری ۲۵۰ وات‌ساعت، اجازه شارژ کامل را تنها در ۵ ساعت می دهد.

علاوه بر پانل ها و باتری، سان‌سوکت همچنین دارای یک معکوس کننده ۱۰۰ واتی با یک دوشاخه اتصال جامع، یک دوشاخه ۱۲ ولتی، اتصالات USB، شارژسنج و پورتی برای شارژ باتری از طریق برق می باشد.

در نور آفتاب مناسب، سان‌سوکت می تواند توان برقی دستگاه های کوچکی مانند تلفن های همراه و تبلت ها را برای زمان نامحدود و از طریق باتری بدون خورشید، به مدت ۲۵ ساعت تامین نماید. هر چند در استفاده از نهایت خروجی، باتری برای یک نبرد از پیش باخته تلاش می کند و در یک بارگذاری ۱۰۰ واتی در روز آفتابی مناسب، با همراهی پانل ها تنها قادر به کار مدوام ۴٫۲ ساعته می باشد. یک اشکال قابل توجه این است که این سیستم ضدآب نیست و تولیدکنندگان آن هشدار داده اند که باید از این محصول تنها در شرایط خشک استفاده نمود.

 

سان‌سوکت با قیمت ۱۴۹۹ دلار به فروش می رسد.

می توانید در ویدئوی زیر با سیستم سان‌سوکت آشنایی بیشتری پیدا کنید.

سان‌سوکت با قیمت ۱۴۹۹ دلار به فروش می رسد.

می توانید در ویدئوی زیر با سیستم سان‌سوکت آشنایی بیشتری پیدا کنید.

انرژی خورشیدی و سلولهای خورشیدی

WWW.PEG-CO.COM

 

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.
اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.
صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین ان شود وجود نخواهد داشت.

انرژی خورشیدی :
خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر …
این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از انچه که ما نیاز داریم و مصرف می کنیم ,می باشد.حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است.از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید, به عنوان یک انرژی تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و …تبدیل کنند.

مصارف انرژی خورشیدی :
۱)گرم کننده ها مثل ابگرمکن خورشیدی که برای گرمای خانه ها و کوره های خوشیدی که برای ذوب فلزات حتی با دمای بالا نظیر اهن استفاده می شود و دمایی تا حدود ۶۰۰۰درجه سانتی گراد تولید می کنند.
۲)دستگاههای اب شیرین کن که توسط اینه هایی نور خورشید را روی مخازن اب متمرکز می کنند تا کار تبخیر را انجام دهد.
۳)الکتریسیته خورشیدی در این روش که نسبت به سایر روشها ارجحیت دارد.انرژی الکتریکی به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها بوده و می توان ان را ذخیره کرد.

طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :
۱) نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
۲} اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .
و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.
اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک۵۰مگاواتی جزیره کرت یونان))است.
اساس کار سلولهای خورشیدی :
سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمرسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ,روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.
از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند .بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند.نسبتا به سادگی نصب می شوند.به راحتی با سیستمهای به کار رفته در ساختمان جور می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.
کاربردهای سلولهای خوشیدی :
۱)تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی
۲)تامین انرژی لازم دستگاهایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت
۳)تهیه برق شهر توسط نیروگاههای فتوولتائیک
۴)تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایقهای کوچک

صاعقه گیر الکترونیکی با تستر خورشیدی(جدید)

WWW.PEG-CO.COM

 

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

این نوع  صاعقه گیر یکی از انواع صاعقه گیر های الکترونیکی میباشد که به انضمام تستر عملکرد صاعقه گیر نصب میشود و منبع تغذیه تستر از طریق انرژی خورشید تامین میشود با توجه به خورشیدی بودن تستر  نیازی به اختصاص فیدر برق و کابل کشی برای تستر نمی باشد .

تستر خودکفای فوق این اجازه را به ما میدهد که در هر زمان از صحت عملکرد صاعقه گیر نصب شده با خبر باشیم.

برقگیر ساختمان های بلند (۷ طبقه و بیشتر)

WWW.PEG-CO.COM

 

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

تصمیم به استفاده از برق گیرهای خارجی به میزان صاعقه خیزی منطقه و اهمیت موضوع مورد حفاظت دارد. در استاندارد فرانسوی UTE C15-443 به این موضوع پرداخته شده است. در بعضی توصیه نامه های مربوط به ساختمان در داخل کشور به عدد ۲۳ متر یا بیش از ۷ طبقه برای نصب برقگیر اشاره شده است.

برای سازه های صنعتی می توانید به استاندارد NFPA 78 مراجعه نمائید. مطابق این استاندارد STACK های فلزی با ضخامت بیش از ۴٫۵ میلیمتر نیازمند حفاظت صاعقه نیستند و کافی است سازه در دو نقطه زمین شود.
در موارد زیر حفاظت از صاعقه مورد نیاز است:

۴-۴ Metal Towers and Tanks. Metal towers and tanks constructed so as to receive a stroke of lightning without damage shall require only bonding to ground terminals as required in Chapter 3, except as provided in Chapter 6.

۶-۲ Fundamental Principles of Protection. Protection of these structures and their contents from lightning damage shall require adherence to the following principles:
(a) Liquids that can give off flammable vapors shall be stored in essentially gastight structures.
(b) Openings where flammable concentrations of vapor or gas can escape to the atmosphere shall be closed or otherwise protected against the entrance of flame.
(c) Structures and all appurtenances (e.g., gauge hatches, vent valves) shall be maintained in good operating condition.
(d) Flammable air-vapor mixtures shall be prevented, to the greatest possible extent, from accumulating outside of such structures.
(e) Potential spark gaps between metallic conductors shall be avoided at points where flammable vapors can escape or accumulate.

    مشخصات فنی تجهیزات سیستم زمین

WWW.PEG-CO.COM

 

۱۸ خرداد ۱۳۹۶

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

در این قسمت تجهیزات سیستم زمین ساختمان های مسکونی و تجاری شامل الکترود ، هادی های ارتباطی ، بست ها و سایر تجهیزات اضافی دیگر براساس استانداردهای بین المللی آورده شده در بخش مراجع الزامی ارائه شده است . انتخاب تجهیزات سیستم زمین با توجه به شرایط خاک در محل مورد نظر باید براساس دستورالعمل های ارائه شده در این قسمت باشد .

ولتاژ

تجهیزات مورد استفاده باید برای ولتاژ نامی تاسیسات الکتریکی مناسب باشند . در سیستم IT اگر هادی نولی وجود داشته باشد ، دستگاه متصل بن فاز و نول باید برای ولتاژ بین فازها عایقبندی شود .

یادآوری : برای دستگاههای اصلی ، باید حداقل و حداکثر ولتاژی که دستگاه حفاطتی می تواند تحمل کند در نظر گرفته شود .

جریان

تجهیزات انتخابی باید برای جریان اسمی که در حالت کاری از آنها عبور می کند مناسب باشند . همچنین این تجهیزات باید توانایی عبور جریان های حالات غیرعادی مانند جریان های لحظه ای            راه اندازی ، اتصال کوتاه ، اضافه بار و صاعقه را داشته باشند .

فرکانس

انتخاب طول هادی زمین باید براساس فرکانی کار تجهیزات الکتریکی موجود باشد . اگر طول موج امواج الکترومغناطیسی کار مدار  در نظر گرفته شود ، طول هادی زمین بکار رفته نباید یزرگتر از y/20 انتخاب گردد . در غیر اینصورت هادی زمین فوق بی اثر خواهد بود . لذا انتخاب تجهیزات سیستم زمین باید براساس فرکانس نامی مدارهای الکتریکی موجود باشد .

توان

تجهیزات سیستم زمین باید با توجه به ظرفیت اتصال کوتاه در شبکه مورد نظر اتنخاب شوند تا بتوانند در کلیه شرایط کار مدار از بی باری تا بار نامی عملکرد مناسب داشته باشند .

سازگاری

با در نظر داشتن کلیه موارد فوق ، سازگاری سیستم ها نیز باید در نظر گرفته شود . منظور از این سازگاری نحوه نصب و اجرا تجهیزات به گونه ای است که این سیستم ها در عملکرد یکدیگر اختلال ایجاد نکنند .

 

سهولت دسترسی

کلیه تجهیزات شامل اتصالات سیم کشی ها باید طوری نصب شوند که عملکرد مناسب آنها فراهم شده ، همچنین سهولت بازرسی ، امکان آزمون و تعمیرات و نگهداری آنها در نصب رعایت شود . دسترسی به اتصالات آنها نیز باید آسان باشد و این سهولت دسترسی نباید با قرار رگفتن تجهیزات در حصارها و پوشش های نصب تجهیزات کاهش یابد .

شناسائی

بای شناسائی و تعیین کاربرد تجهیزات ، باید از برچسب ها و وسایل جانبی مناسبی استفاده کرد که تا حد ممکن احتمال خطا نداشته باشند و در صورت بروز خطر ، در مواردی که عملکرد کلیدها و کنترلرها مستقیماً توسط اپراتور قابل مشاهده نمی باشد ؛ باید شاخص یا نشانگری طبق استانداردهای [۱۶] و [۱۰] ( پیش گفتار ) در محل مناسبی که قابل دیدن بوسیله اپراتور باشد ، قرار داده شود .

سیستم سیم کشی

سیم کشی باید زوری اجرا و نشانه گذاری گردد که براحتی قابل مشاهده ، تعمیر یا تعویض باشد .

شناسایی هادی های خنثی و حفاظتی

شناسایی و جداسازی هادی های نول و حفظاتی باید با استاندارد [۱۲] مطابقت داشته باشد .

هادیهای PEN باید توسط یکی از روش های زیر نشانه گذاری شوند :

سبز / زرد در امتداد طول آنها و آبی روشن در انتهای آنها

آبی روشن در امتداد طول آنها و نشانه گذاری زرد / سبز در انتهای آنها

محل وسایل حفاظتی

وسایل حفاظتی باید در محلی باشند که در دسترس بوده و مدارهایی را که حفاظت می کنند براحتی قابل تشخیص باشند . برای این منظور مناسب است آنها را در تابلوهای توزیع بصورت               گروه بندی شده قرار داد .

نمودارها

در موارد مقتضی ، نمودارها ، روندنماها و جداول براساس استاندارد [۱۷] و [۱۸] باید بطور دقیق فراهم شوند . همچنین موارد زیر نیز باید کاملاً مشخص شوند :

–        نوع و ساختار مدارها ( نقاط استفاده )

–        تعداد و اندازه هادی ها و نوع سیم کشی

–        مشخصات لازم برای شناسایی و موقعیت دستگاههایی که عملیات حفاظتی و کلیدزنی را انجام می دهند .

–        برای تاسیسات ساده می توان اطلاعات فوق الذکر را در فهرست یا جداولی آورد .

–        علامت های مورد ساتفاده باید طبق استانداردهای [۱۴] باشند .

جلوگیری از تاثیرات زیان آور

تجهیزات باید طوری انتخاب و نصب شوند که از هر گونه تداخل خطرناک بین تاسیسات برقی و غیر برقی اجتناب شود . همچنین تجهیزاتی که صفحه حفاظ پشتی ندارند نباید در سطح ساختمان و دیوارها نصب شوند ، مگر این که موارد زیر رعایت شوند :

–        امکان انتقال ولتاژ از دستگاه به سطح دیوار وجود نداشته باشد .

–        برای جلوگیری از آتش سوزی باید بین دستگاه و سطح قابل اشتعال ایزولاسیون لازم انجام شود .

اگر سطح ساختمان فلزی قابل اشتعال نباشد ، حفاظت های اضافی لازم نیست . در غیر این صورت یکی از حفاظت های زیر می تواند انجام شود :

–    اگر سطوح ساختمان فلزی باشند ، باید به هادی حفظاتی (PE) یا به هادی هم پتانسیل تاسیسات ساختمان متصل شوند ( طبق استانداردهای ۴۱۳۰۱۰۶ IEC [1] و ۵۴۲۰۱۲ IEC [6] )

–    اگر سطوح ساختمان قابل اشتعال هستند باید تجهیزات بوسیله لایه های مناسبی از مواد جداکننده ای که دارای آستانه آتش سوزی FH1 طبق [۵] دارند ، از یکدیگر مجزا شوند .

–    در محل هایی که مدارهای حامل جریان در سطوح ولتاژ متفوات هستند ، باید برای جلوگیری از تاثیرات مضر بطور کامل از هم جداسازی شوند .

سازگاری الکترومغناطیسی

سطح مصونیت تجهیزات باید با توجه به تاثیرات الکترومغناطیسی در نظر گرفته شود . ( برای توضیحات بیشتر به قسمت دوم استاندارد ۱۰۱ مراجعه شود . )

الکترود زمین

یک یا چند قطعه هادی که به منظور برقراری ارتباط الکتریکی با جرم کلی زمین در خاک مدفون شده باشند را الکترود زمین گویند .

الکترودهای زمین مستقل از نظر الکتریکی ، الکترودهایی هستند که فواصل آنها از یکدیگر بقدری است که در صورت عبور حداکثر جریان ممکن از یکی از آنها ، ولتاژ الکترودهای دیگر به مقدار قابل ملاحظه ای تحت تاثیر قرار نگیرند .

مقاومت الکتریکی بین سر آزاد الکترود زمین و جرم کلی زمین را مقاومت الکترود زمین گویند .

در سیستم های الکتریکی برای ایمنی انسان در برابر ولتاژ تماسی باید سیستم زمین بکار برده شود . بههمین منظور باید کلیه قسمت های فلزی وسایل و تجهیزاتی که در مدار نبوده ، اما ممکن است در اثر ایجاد خطا یا میدان الکتریکی و … برقدار گردند و برای ایمنی انسان خطرناک باشند ، از طریق هادی های زمین به الکترود زمین متصل گردند .

انواع الکترود زمین

۱ الکترود زمین سطحی [۱] : این الکترود در عمقی کمتر از یک متر ، در زمین قرار داده می شود و می تواند بصورت قطعات باریک ، میله ، هادیهای رشته رشته یا بصورت شعاعی ، حلقوی یا الکتردهای شبکه ای و یا ترکیبی از آنها باشد .

۲ الکترود کوبیده شده در عمق [۲] : این الکترود بصورت عمودی در یک عمقی بیشتر از یک متر در زمین قرار می گیرد . این الکترود می تواند از انواع لوله ، میلههای گرد و یا انواع دیگر باشد .

۳ زمین طبیعی [۳] : قسمت های فلزی ساختمان که مستقیماً به زمین متصل می گردد ، این قسمت به منظور ایجاد اتصال زمین بکار نرفته ، ولی می تواند بعنوان الکترود زمین مورد استفاده قرار گیرد . این نوع زمین شامل : لوله های فلزی ، محافظ های آهنی ، قسمت های آهنی در ساختمان ، میله های آهنی در بتن و غیره است .

۴ کابلی که بعنوان الکترود زمین عمل می کند : این کابل دارای غلافی فلزی است یا شامل هادی است که به زمین متصل شده ، این کابل می تواند بعنوان الکترود زمین مورد استفاده قرار گیرد .

۵ زمین اصلی [۴] : هادی که در کل ساختمان بطور گسترده در یک سطح وسیع توزیع شده و دارای اتصال محکم با الکترود اصلی زمین است را زمین اصلی می نامند .

۶ الکترودهای زمین که از تسمه هستند فقط برای تسطیح ولتاژ [۵] و در عمق های ۳/۰ تا ۵/۰ متر بکار می روند . این نوع الکترودها در پی اختمان ها نیز بکار برده می شوند .

۷ الکترودهای زمین که از تسمه تشکیل شده اند ، اگر به شکل شعاعی باشند ، باید بصورت منظم در زمین قرار گیرند . زاویه بین الکترودها نباید از ۶۰ درجه کمتر باشد ، چون چنین زاویه ای باعث کاهش مقاومت الکترود نمی گردد و این به دلیل تاثیر متقابل بین شاخه ها است . نحوه اتصال الکترودهای تسمه ای با طول بازوری L با زوایای مختلف در زمین در شکل های زیر نشان داده شده است . در روابط داده شده R ، مقاومت اتصال زمین الکترود و  ، مقاومت مخصوص خاک در محل نصب الکترود است . [۱۹]

نوار راست گوشه بطول بازوی L و عمق s/2 ( 90 درجه ) ، a شعاع میله

 

ستاره با سه زاویه و بطول بازوی L و عمق s/2 ( 120 درجه ) ، a شعاع میله

 

ستاره با چهار بازو و بطول بازوی L و عمق s/2 ( 90 درجه ) ، a شعاع میله

 

ستاره با شش بازو و بطول بازوی L و عمق s/2 ( 60 درجه ) ، a شعاع میله

 

ستاره با هشت بازو و بطول بازوی L و عمق s/2 ( 45 درجه ) ، a شعاع میله

 

۸ الکترودهای زمین عمیق از لوله ها یا قسمت های فولاد زنگ نزن تشکیل شده اند . این الکترودها تا حد امکان باید بصورت عمودی در زمین دفن شوند . طول و تعداد این الکترودها به مقدار مقاومت سیستم زمین در محل مورد نظر بستگی دارد . اگر از چند الکترود بصورت موازی استفاده شود باید فاصله بین الکترودها حداقل دو برابر طول آنها باشد . همه الکترودهای میله ای باید به یک میله اصلی[۶] زمین متصل گردند .

۹ الکترودها باید با تسمه هایی از جنس فولاد زنگ نزن با سطح مقطع حداقل ۳۹×۵/۳ میلیمتر مربع یا ۲۵×۴ میلیمتر مربع ساخته شده و گالوانیزه گردند . میله ها باید از جنس فولاد زنگ نزن با قطر حداقل ۱۰ میلیمتر ساخته شده و گالوانیزه شوند .

۱۰ زمین طبیعی ممکن است بصورت ، میله یا صفحه فلزی قرار گرفته در پی ساختمان ها ، کابلهایی با کلاف های فلزی ، یا سایر ساختارهای مناسب زرزمین مانند قسمت های فلزی ساختمان ، میله های فلزی و غیره باشد .

۱۱ عمق الکترودها در زمین باید به گونه ای طراحی گردد که در اثر عواملی مانند خشک شدن خاک یا یخ زدگی ، مقاومت الکترود زمین از مقدار مورد نظر تجاوز نکند .

۱۲ مقاومت الکترود زمین به طول ، شکل و ساختار الکترود زمین و همچنین مقاومت خاک بستگی دارد .

۱۳ براساس استاندارد ملی …. [۷]زمین حفاظتی و اصلی می توانند در موارد زیر یکی باشند :

– ولتاژ الکترود زمین در یک سیستم زمین مشترک بیشتر زا ۵۰ ولت نباشد .

– پست های فشار قوی در یک محدوده بسته در داخل ساختمان قرار گرفته شده باشند .

در غیر اینصورت زمین حفاظتی و اصلی باید از یکدیگر جدا شوند . در این شرایط فاصله بین دو الکترود زمین نباید کمتر از ۲۰ متر باشد .

۱۴ در کلیه ساختمان ها براساس استاندارد ملی …[۸] باید یک ارتباط ااکتریکی با هادی های زیر بعنوان سطح هم پتانسیل اصلی برقرار گردد :

هادی حفاظتی اصلی

هادی اصلی زمین

لوله های فلزی کار شده در ساختمان

و کلیه قسمت های فلزی دیگر ساختمان

لوله

در ایران عموماً از لوله های گالوانیزه با قطر ۳۸ میلیمتر در چاه زمین و لوله گالوانیزه گرم با قطر ۱۹ میلیمتر در حوضچه بازدید استفاده می شود ، به این منظور باید از تبدیل ۱۹×۳۸ استفاده شود . حداقل طول میله باید ۴۵/۲ متر باشد . در پیوست شکل های مربوط به انواع الکترودهای لوله ای آورده شده است .

یادآوری :

۱-    لوله باید سالم بوده و در زمان نصب هیچ گونه خراشیدگی ، زنگ زدگی ، خمیدگی و فرورفتگی نداشته باشد .

۲-  بست اتصال هادی زمین به لوله نباید ا زجنس آلومینیوم یا آلیاژهای آن باشد . بست مورد استفاده باید با پیچ محکم به دور لوله بسته شود .

میله ها یا سیم های محصور در بتن

بتن زیر سطح زمین یک واسطه نیمه هادی با مقاومتی در حدود ۳۰۰۰ اهم متر ، یا کمی کمتر از مقاومت متوسط زمین است . در نتیجه در زمینی با مقاومت متوسط یا بالا ، محصور کردن الکترودهای میله ای یا سیمی در بتن مقاومتی کمتر از یک الکترود مشابه که مستقیماً در زمین نصب شده ایجاد              می کند . این مساله شبیه به افزودن الکترولیت ها نزدیک الکترود زمین می باشد که ناشی از کاهش مقاومت ماده اطراف الکترود اولیه است . با وجود آن که سوراخ ها برای نصب بتن به این منظور حفر   می شوند ، استفاده وسیع از میلههای فولادی تقویت شده در پایه های بتنی یک منبع آماده از الکترودهای زمین برای ساختمان تامین می کنند ، فقط لازم است از یک میله تقویت شده اصلی ، از هر یک از          پایه ها ، یک اتصال الکتریکی مناسب به فولاد ساختمانی یا شین زمین ساختمان ایجاد کرد . یک روش مناسب برای برقراری این اتصال ، جوش دادن یک میله اتصال کوتاه بین یکی از میله های تقویت شده و یکی از پیچ لنگرهای مورد استفاده برای اتصال بالای سطح پایه ستون است . بنابراین اسکلت فولادی یک ساختمان که به این پیچ لنگر متصل است ، یک هادی اتصال به زمین بسیار موثری خواهد بود و بعنوان یک شین اتصال به زمین در بسیاری از ساختمان های صنعتی استفاده می شود .

–    مقاومت هر یک از این الکترودها مساوی یا کمتر از یک میله کوبیده شده با همان عمق است . تعداد زیادی از چنین پایه های ستونی لاینفک از ساختمان ها ، یک مقاومت زمین بسیار کمتر از دیگر الکترودهای ساخته شده ایجاد می کنند که معمولاً کمتر از یک اهم و در بیشتر موارد حدود ۲۵/۰ اهم است .

–    میله های بتن آرمه در سنگ یا خاک بسیار سخت ، خیلی بهتر از دیگر انواع الکترودهای ساخته شده هستند . اصول حاکم بر این نوع الکترود همان اصولی است که در اجرای سیستم زمین برای بیشتر دکل های فولادی خطوط انتقال با ولتاژ بالا بکار می روند .

–    میلگردهای فولادی بتن در پی هایی که نسبت به زمین عایقبندی نشده اند و حداقل عمق آنها از سطح زمین یک متر است ، یک الکترود زمین مناسب محسوب می شوند . در مواردی که از سازه های فولادی سوار بر بتن بعنوان هادی زمین استفاده می شود ، باید به کمک میلگردهای فولادی پی یا به کمک کابل ، اتصال بتن سازه بالایی با پی را برقرار کرد . در این مورد              سیم های فولادی معمولی که بعنوان بست میلگرد بکار می روند کافی هستند .

–        عمق بتن نسبت به سطح زمین نباید از ۳/۰ متر کمتر باشد و بهتر است این عمق ۷۵/۰ متر یا بیشتر باشد .

–    میله بکار رفته در بتن اگر از جنس فولاد باشد قطر آن نباید از ۱۰ میلیمتر کمتر باشد و طول میله در داخل حجم بتن ، باید حداقل ۶ متر بوده و جز برای انجام اتصال ، بقیه آن کاملاً در داخل بتن قرار گرفته باشد و تا جایی که ممکن است در خط مستقیم باشد .

–        کمترین مقاومت برای میله هنگامی بدست می آید که میله در خط مستقیم قرار گرفته باشد .

یادآوری :  در مواردی که میلگردهای بتن به نحو مطلوب به سازه مستقر بر آن وصل نشده باشند ، اگر سازه مورد اصابت صاعقه قرار گیرد ، به دلیل عبور جریان زیاد امکان آسیب رسیدن به بتن وجود دارد .

الکترود شبکه ای

این نوع الکترود معمولاً برای پست های فشار قوی بکار می رود . سیستم شبکه معمولاً در تمام محوطه پست توسعه یافته ، در برخی موارد نیز ممکن است تا مسافتی بیشتر از حصار مرزی توسعه یابد . این سیستم شامل هادی های دفن شده در زمین با عمق حداقل ۱۵/۰ متر به شکل شبکه ای از  مربع ها و مربع مستطیل ها است . فاصله گذاری بین هادی های شبکه براساس میزان ولتاژ ایستگاه تغییر می کند ، اما معمولاً فاصله ۶/۳-۳ متر استفاده می شود . تمام محل های تقاطع کابل ، باید اتصالات محکم داشته باشند و سیستم باید به سیستم زمین و تمام تجهیزات فلزی ساختارهای فولادی متصل شود . در زمین سنگی ، جایی که حفر کردن زمین غیر عملی است ، بعضی مواقع استفاده از سیستم شبکه بجای تسمه های دفنی به صرفه تر و مناسب تر است که در این حالت هادی ها معمولاً در عمقی حدود ۶/۰-۳/۰ متر دفن شده اند .

وقتی که حصار ، پیرامون شبکه قرار دارد ، باید برای به حداقل رساندن خطر شوک الکتریکی در اثر پتانسیل تماس برای اشخاصی که حصار را لمس می کنند و کسانی که در زمینی با پتانسیل متفاوت ایستاده اند ، حصار به شبکه زمین متصل شود . وقتی که حصار حداقل ۲/۱ متر ، خارج از محدوده شبکه است ، باید توسط سیستم مخصوص به زمین متصل شود . این سیستم شامل یک سیم دفن شده در زمین به عمق تقریباً ۹/۰ متر و خارج از خط حصار ( به دلایلی که قبلاً بحث شد ) می باشد .

برای ایجاد یک سطح با مقاومت بالا برای کاهش خطر ولتاژ گام در کسانی که به هنگام رخ دادن یک خطای شدید در محیط هستند ، بطور عادی تمام سطح خاک محیط یک پست فشار قوی شبکه را از خرده سنگ های سخت نوک تیز ، معمولاً گرانیت ، می پوشانند .

سیم یا تسمه یا ورق دفن شده

در مناطقی که مقاومت ویژه خاک بالا است یا لایه های کم عوق سنگ در آنها وجود دارند و یا به دست آوردن مقاومتی پائین تر نسبت به الکترودهای میله ای لازم باشد ، استفاده از یک یا چند نوع الکترود که در زیر گفته شده است ، مناسب خواهد بود .

الکترود زمین سیمی

یک سیم لخت که قطر آن چهار میلیمتر یا بیشتر بوده و در عمق حداقل ۴۵/۰ متر از سطح زمین در راستایی به صورت مستقیم به طول ۳۰ متر دفن شده باشد ، اتصال زمین قابل قبولی را تشکیل خواهد داد . این سیم ممکن است از یک قطعه یا از چند قطعه تشکیل شده باشد که سر به سر یا در فواصلی از سرها به هم اتصال داده می شوند . این سیم ممکن است به شکل شاخه درآمده یا این که به شکل یک شبکه دو بعدی متشکل از چند سیم مازی درآید که به آن شبکه زمین گفته می شود . [۲۹]

یادآوری : استفاده از هادی مسی چند رشته ای با سطح مقطع ۱۶ میلیمتر مربع مجاز است (۷×۷/۱ میلیمتر) ولی ترجیح دارد بجای آن هادی مسی با سطح مقطع ۲۵ میلیمتر مربع (۷×۱/۲۲ میلیمتر) مورد استفاده قرار گیرد که عمر طولانی تری دارد .

موارد خاص :

۱- در مواردی که به لایه سنگی برخورد شود ، عمق دفن ممکن است کمتر از ۴۵/۰ متر انتخاب شود .

۲- برای شاخه ها می توان از شکل هایدیگری استفاده کرد به شرط این که مطالعات معتبر مهندسی ، مناسب بودن آنها را تایید کرده باشد.

الکترود زمین تسمه ای

در شرایطی که بستر سنگ نزدیک سطح زمین است یا در صورت برخورد با شن ، خاک می تواند بسیار خشک و با مقاومت بالا باشد و لازم است که یک اتصال به زمین بسیار وسیع داشته باشیم . در چنین شرایطی تسمه های فلزی دفن شده ، سیم ها یا کابل ها با صرفه ترین راه حل هستند . از آنجائی که اثر تخلیه های اتمسفری این نوع الکترود به علت اندوکتانس آن است ، استفاده از تعدادی از                 تسمه های کوتاهتر موازی با جایگزینی مناسب بهتر از استفاده از یک یا چند تسمه بلند است و عمقی که تسمه ها دفن می شوند ، زیاد مهم نیست . براساس آزمایش های استانداردهای موجود ، وقتی عمق دفنی از ۵/۰ تا یک متر افزایش می یابد مقاومت فقط حدود %۵ کاهش می یابد . به همین صورت اثر اندازه هادی هم بسیار کم است . [۱۹]

تسمه های فلزی با طول کل حداقل سه متر و با سطح کل ( دو طرف ) حداقل ۵/۰ مترمربع که دست کم در عمق ۴۵/۰ متری سطح زمین دفن شده باشند ، تشکیل یک اتصال زمین قابل قبول                 می دهند . ضخامت تسمه ها اگر از نوع آهنی یا فولادی باشند نباید از شش میلمتر و اگر از نوع گالوانیزه گرم باشند از سه میلیمتر کمتر باشند . ضخامت تسمه مسی نباید از دو میلیمتر کمتر باشد . [۲۹]

شکل (۳) در پیوست ، تغییرات مقاومت الکترود زمین برای الکترودهای فوق را نسبت به تغییر طول برای خاکی با مقاومت یکنواخت ۱۰۰۰۰ اهم سانتیمتر نشان می دهد .

این الکترودها باید در برابر حفاریها ، خصوصاً در مقابل عملیات کشاورزی ، حفاظت شود .

–        برای کاهش مقاومت می توان این الکترودها را به صورت موازی نصب کرد . در این حالت مقاومت دو الکترود تسمه ای که فاصله آنها ۲۴۰ سانتیمتر است کمتر از ۶۳ درصد مقاومت هر یک از آنها است .

یادآوری ۱ : معمولی ترین جنس این نوع الکترود ، تسمه فولادی گالوانیزه گرم با سطح مقطع ۳۰×۵/۳ میلیمتر مربع به طول ۱۰۰ متر در تماس با زمین ، می باشد .

یادآوری ۲ : از الکترودهای تسمه ای بخصوص در مناطق صخره ای که امکان حفر کانال فقط به شکل غیرمنظم وجود دارد ، استفاده می شود .

الکترود زمین از ورق یا صفحه فلزی

یک ورق یا صفحه فلزی که مساحت آن در دو طرف ۵/۰ مترمربع کمتر نبوده و هر دو طرف آن با زمین در تماس باشند ، تشکیل یک اتصال زمین قابل قبول خواهد داد . جهت سهولت در اجرا بهتر است صفحه در جهت قائم قرار گرفته و عمق لبه بالایی آن از سطح زمین بهتر است کمتر از ۵/۱ متر نباشد . ضخامت صفحه اگر آهنی یا فولادی باشد ، نباید از شش میلیمتر و اگر گالوانیزه گرم باشد از سه میلیمتر و اگر از مس باشد از دو میلیمتر کمتر باشد . [۲۹]

یادآوری : این گونه اتصال زمین در ایران بسیار متداول بوده و مخصوصاً اگر در عمق کافی و پائین تر از نم دایمی زمین دفن شود ، معمولاً نتیجه خوبی خواهد داشت .

با قراردادن صفحه در داخل لایه هایی ا زخاک ذغال و نمک ، به کارایی الکترود اضافه خواهد شد .

اگر در جایی مقاومت یک صفحه بزرگتر از حد نیاز باشد ، باید دو یا چند صفحه بصورت موازی بکار برده شوند . در این حالت مقاومت کل بصورت معکوس متناسب با تعداد صفحات است . این صفحات باید در خارج از حوزه اثر یکدیگر قرار گیرند . در خصوص الکترود صفحه ای ، نیز لازم است به موازد زیر که از استاندارد [۱۹] آورده شده اند توجه شود .

–        سطح مقطع صفحه ۵/۰ تا ۲ مترمربع و عمق دفن بهینه ۵/۱ تا ۵/۲ متر است . [۱۹]

–        صفحات مسی با ضخامت سه میلیمتر  با سطح مقطع دو طرف ۵/۰ مترمربع در ایران استفاده زیادی دارد .

تغییرات مقاومت الکترودهای صفحه ای نسبت به تغییر سطح مقطع برای دو حالت که صفحه بصورت افقی در سطح زمین و در زیر سطح زمین دفن شده در پیوست ، شکل ۱ آورده شده است .

کابل های دفن شده ، با هادی خنثی هم مرکز

در سیستم هایی که دارای کابل های دفن شده با هادی خنثی هم مرکز بوده و طول آنها حداقل ۳۰ متر است ، می توان از هادی هم مرکز آن به عنوان الکترود زمین استفاده کرد . هادی خنثی هم مرکز            می تواند دارای غلافی از جنس نیمه هادی باشد به شرطی که مقاومت ویژه شعاعی آن از ۱۰۰ اهم بیشتر نباشد و در طول بهره برداری جنس آن پایدار باقی مانده و دچار تغییرات شیمیایی نشود . مقاومت ویزه شعاعی جنس غلاف ، مقداری است که از اندازه گیری بر روی واحد طول کابل برای مقاومت موجود بین هادی هم مرکز وروئی که غلاف را احاطه می کند به دست می آید ، یعنی مقاومت ویژه شعاعی خواهد بود از :

(ضخامت میانگین غلاف روئی هادی هم مرکز) / (مقاومت واحد طول×مساحت جانبی واحد طول غلاف)

کلیه ابعاد در این رابطه بر حسب متر می باشند .

در مکان هایی که سیستم کابل زیرزمینی موجود باشد . می توان از این نوع کابل ها برای اتصال زمین استفاده نمود . در اکثر موارد مقاومت زمین این سیستم ها کمتر از یک اهم است به طور کلی استفاده کابل غلاف دار ، یک مسیر فلزی برای انتقال جریان های خطا به نقطه خنثی را فراهم می سازد .

یادآوری : در ساختمان های مسکونی و تجاری عموماً به علت در دسترس نبودن این نوع کابلها ، روش فوق استفاده نمی شود .

الکترود میله ای

استفاده از میله به عنوان الکترود درسیستم زمین از مرسوم ترین روشها برای ایجاد سیستم اتصال زمین در مناطق مسکونی و تجاری است .

–    تعدادی میله را می توان بصورت موازی با هم بکار برد . در این حالت مقاومت میله ها متناسب با عکس تعداد آنها ، کاهش می یابد به شرط آن که الکترودها در خارج از حوزه پتانسیل هم قرار گرفته باشند . در عمل فاصله بین الکترودها نباید از دو برابر طول الکترود کمتر باشد .

میله هایی که در ایران بکار برده می شوند دارای مشخصات زیر هستند :

–    این میله ها ممکن است متشکل از تعدادی قطعه باشند ولی طول کل آنها نباید از ۴۵/۲ متر کمتر باشد . قطر میله های آهنی یا فولادی نباید از ۱۶ میلیمتر کمتر باشد و قطر میله ها با روکش مس یا روکش فولاد ضد زنگ یا میله های ساخته شده از فولاد ضد زنگ نباید از ۱۲ میلیمتر کمتر باشد . [۲۹]

–        نصب الکترودهای میله ای گرانتر از هزینه نصب الکترودهای صفحه ای در یک مساحت مساوی است .

در حالت کلی مطابق با استاندارد [۱۹] الکترودهای میله ای دارای مشخصات زیر هستند :

–        میله هایی زمین با قطر ۵/۹ ، ۱۳ ، ۱۶ ، ۱۹ و ۲۵ میلیمتر با طول ۵/۱ تا ۱۲ متر انتخاب می شوند .

در اکثر کاربردها قطر ۱۲ ، ۱۶ ، ۱۹ میلیمتر با طول ۴۵/۲ ، ۳ ، ۵/۳ و ۵ متر بکار می رود . [۱۹] این میله ها می توانند برای رسیدن به طول های بیشتر به یکدیگر متصل گردند . و یا در محل هایی بصورت موازی قرار گیرند . و این حالت نسبت به حالتی که میله ها بصورت تکی قرار گیرند ارجح است . برای اتصال میله ها به یکدیگر بصورت سری می توان از پیچ استفاده نمود اما باید توجه داشت که قطر این اتصالات نباید از قطر میله الکترود بیشتر باشد .

نکته اصلی در بکارگیری الکترودهای میله ای افزایش هزینه نصب و کار بیشتر برای نصب آنها است . برای حل این مشکل می توان از میله های با قطر ۵/۱ سانتیمتر استفاده کرد . البته در این حالت برای جلوگیری از خم شدن الکترودها باید از چکش های میله کوب استفاده کرد .

در مناطقی که به علل مختلف رسیدن به عمق زیاد برای الکترود امکان پذیر نیست و به همین علت مقاومت الکترود زیاد می شود ، می توان الکترودها را در زاویه ۳۰ درجه نسبت به حالت عمودی در خاک کوبید در این صورت ، مقاومت الکترود کاهش می یابد . لذا طول بیشتری وارد خاک می شود .

یادآوری : زاویه کوبیدن الکترودها نباید از ۶۰ درجه نسبت به حالت عمودی تجاوز کند .

تغییر قطر میله اثر کمی بر روی مقاومت الکترود دارد

نکات لازم در خصوص جریان عبوری از الکترودهای زمین و شیب ولتاژ در اطراف آنها

بار جریانی الکترودهای زمین

الکترود زمین باید بگونه ای طراحی و انتخاب گردد که ظرفیت انتقال جریان سیستم را داشته باشد . این سیستم باید توانایی تلف کردن انرژی پدید آمده بدون ایجاد خرابی را داشته باشد .

در حالت کلی ، مقاومت الکتریکی خاک ها دارای ضریب حرارتی است . اما اگر رطوبت خاک کم شود ، مقاومت الکترود افزایش می یابد و در این شرایط در صورت افزایش دما ، مقاومت الکترود نیز افزایش خواهد یافت ، در این شرایط اگر در ناحیه ای دما به ۱۰۰ برسد ، باعث از بین رفتن الکترود خواهد شد . سه حالت در کار سیستم باید مورد نظر قرار گیرند که عبارتند از :

–        بارگذاری طولانی مدت در سیستم در شرایط کار معمول آن

–        جریان زیاد کوتاه مدت در شرایط ایجاد خطا در سیستم مانند اتصال مستقیم به سیستم زمین

–        جریان زیاد طولانی مدت در هنگام خطاهای امپدانس بالا

۱- بارگذاری طولانی مدت در شرایط بارگذاری نامتعادل در سیستم باعث خرابی در الکترودهای زمین نمی شود به شرط این که چگالی جریان در سطح الکترود از مقدار ۸/۳ میلی آمپر بر سانتیمتر مربع تجاوز نکند .

۲- زمان خطا در هنگام اضافه بار کوتاه مدت متناسب با عکس مقدار بار است این زمان توسط رابطه

  i² p داده شده است که در آن i چگالی جریان در سطح الکترود و p مقاومت مخصوص خاک است . ماکزیمم چگالی جریان مجاز برای خاک با رابطه زیر داده شده است .

t : زمان خطای زمین بر حسب ثانیه

i : چگالی جریان بر حسب آمپر بر سانتیمتر مربع

 p: مقاومت مخصوص خاک بر حسب اهم سانتیمتر

مطالب آورده شده در این بخش قابل استفاده برای الکترودهای صفحه ای نیز می باشند .

شیب ولتاژ در اطراف الکترودهای زمین

در شرایط ایجاد خطا ولتاژ الکترود زمین نسبت به جرم کلی زمین (زمین با فاصله به اندازه کافی دور از الکترود ) افزایش می یابد . اینولتاژ را می توان با استفاده از جریان خطا و مقاومت الکترود زمین محاسبه کرد . این اضافه ولتاژ در ارطاف الکترود باعث ایجاد اختلال در خطوط تلفن و کابلهای فرمان و کنترل خواهد شد . گرادیان ولتاژ در سطح زمین ممکن است در شرایط ایجاد خطا باعث خطرات جانی شود .

این مساله برای مناطق روستایی از شرایطی که خطا سریع برطرف نشود می تواند خطراتی را برای حیوانات اهلی بوجود آورد . همچنین در مزارع اگر الکترود زمین در نزدیکی مزرعه واقع شده باشد .

اگر سر الکترود زمین در زیر خاک مدفون شده باشد ، ماکزیمم گرادیان ولتاژ در فاصله ۱۸۰ سانتیمتر برای یک الکترود لوله ای با قطر ۸/۲ سانتیمتر نسبت به پتانسیل کل الکترود حدود ۸۵ درصد کاهش می یابد و اگر سر الکترود در سطح زمین واقع شده باشد این کاهش برای الکترودی که ۳۰ سانتیمتر در زمین فرو رفته حدود %۲۰ و در شرایطی که ۱۰۶ سانتیمتر در زمین فرو رفته باشد حدود %۵ است .

اتصال الکترود به زمین تا حد امکان مناسب باید باشد تا از خطرات جانبی برای افراد جلوگیری کند .

انتخاب جنس فلز برای الکترودهای زمین با توجه به اثرات خوردگی

انتخاب جنس فلز الکترود زمین باید براساس شرایط خاک در محل مورد نظر باشد . در این خصوص نوع خاک ، میزان رطوبت و درجه حرارت محیط باید مورد توجه قرار گیرد . نتایج              آزمایش های متعدد بررسی انواع فلزات پس از ۱۲ سال نصب در ادامه آورده شده است .

– الکترودهای مسی                             ۲/۰ درصد کاهش وزن در سال

– چدن ، فولاد نرم ، آهن نرم        ۲/۲ درصد کاهش وزن در سال

– فولاد نرم با پوشش مس ،                   ۵/۰ درصد کاهش وزن در سال

استاندارد اتصالات و شینه های زمین در تابلوهای برق

تابلو ، اعم از سه فاز یا تک فاز ، علاوه برشینها و ترمینال های مربوط به قسمت های برقدار (فازهاو نول) باید برای وصل هادی های حفاظتی (PEE) یک شینه یا ترمینال داشته باشد . قابلیت هدایت الکتریکی شین یا ترمینال هادی حفاظتی باید به اندازه هادی های برقدار باشد . شین یا ترمینال هادی حفاظتی باید نوعی قطعه اتصال دهنده قابل وصل کردن به شین یا ترمینال خنثی داشته باشد .

وصل و پیاده کردن قطعه اتصال دهنده باید فقط به کمک ابزار امکانپذیر باشد . چنانچه مدار تغذیه کننده تابلو دارای هادی مشترک حفاظتی – خنثی باشد ، این هادی به شین حفاظتی وصل و سپس به کمک قطعه اتصال دهنده یاد شده به شین یا ترمینال خنثی اتصال داده می شود . کلیه سیم کشی های داخلی تابلو باید به هادی های مسی عایقدار مناسب با جریان های مجاز وسایل حفاظتی و ولتاژ تابلو انجام شود . چنانچه شین ها به طرزی محکم و ثابت نصب شده باشند می توانند بدون عایق بندی بوده ولی به هر حال باید رنگ آمیزی شده باشند .

علامت گذاری

شین ها و ترمینال ها باید دارای علامت گذاری مناسب ، مشخص و دائمی ، بصورت زیر باشند :

فازها                                      L₁ , L₂ , L₃

خنثی                                                  N

حفاظتی – خنثی                                PEN

حفاظتی                                              PE

بدنه تابلو باید مجهز به ترمینال علامت گذاری شده اتصال زمین باشد و این ترمینال به شین یا ترمینال حفاظتی (PEN) یا (PE) وصل شود .

یادآوری : در تابلوهای بزرگ که کلیه مدارهای ورودی و خروجی آن دارای هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) هستند می توان از نصب شین (هادی) حفاظتی (PEE) صرفنظر کرد .

 

    صاعقه گیر الکترونیکی چگونه عمل می کند؟

WWW.PEG-CO.COM

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

صاعقه گیر چگونه عمل می کند؟ و انواع آن کدامند؟

 میله های ساده فرانکلینی : اولین واحد جذب که توسط فرانکلین بیشنهاد گردید، میله های ساده بودند که ضربه مستقیم صاعقه به اندازه طول میله ها، دور از ساختمان اتفاق می افتاد و شعاع حفاظتی این صاعقه گیرهای ساده در کلاسهای حفاظتی براساس تئوری زاویه محاسبه می گردید.

قفس فارادی : با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدودیت های میله ساده ، قفس فارادی (Faraday Cage) جایگزین میله های ساده فرانکلینی شد، امروزه نیز اکثر استانداردهای جهانی استفاده از قفس فارادی را بهترین روش میدانند. در این روش سعی می شود ساختمان را در قفسی از هادیهای مسی یا فولادی محصور نمود.

صاعقه گیرهای الکترونیکی: طراحی و نصب این صاعقه گیر های براساس استاندارد NFC 17-102 انجام می گیرد ریشه این استاندارد نیز همان تئوری گوی غلطان است که در تمامی استاندارد ها از آن استفاده شده است. NFC 17-102 با وارد کردن پارامتر ΔL‌ در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را محاسبه می کند.

صاعقه گیر پس از نصب روی ساختمان، می بایست بوسیله هادیهای میانی Down Conductor از طریق سیم مسی بدون روکش به سیستم زمین متصل گردد.
مقاومت الکترود زمین صاعقه گیر می بایست زیر ۱۰ اهم باشد و پس از اجرا به شبکه هم بتانسیل کل سایت متصل شود.
در اجرای الکترود زمین هر صاعقه گیر می بایست از اقلامی چون صفحه های مسی، مواد کاهنده مقاومت (LOM) ، اتصالات جوش انفجاری استفاده نمود.

صاعقه گیر الکترونیکی :

درست قبل از حدوث صاعقه بطور طبیعی محتوی الکتریکی اتمسفر بطور ناگهانی افزایش می یابد. این تغییر وضعیت توسط واحد جرقه زن حس و کنترل می شود صاعقه گیرهای الکترونیکی انرژی موجود در هوای متلاطم پیش از طوفان را (که حدود چندین هزار ولت بر هر متر است) جذب و در واحدهای جرقه زن ذخیره می نماید و در نهایت واحد جرقه زن با تخلیه بار الکتریکی خازنها بین الکترودهای فوقانی و الکترود مرکزی اش هوای اطراف را یونیزه می نماید

اصول عملکرد صاعقه گیر الکترونیکی :

آزاد سازی کنترل شده یونها  : واحد جرقه زن (TRIGGERING) صاعقه گیرهای الکترونیکی شرایطی را ایجاد می کند تا چشمه جوشانی از یون (کرونا) در اطراف میله نوک تیز فراهم شود. دقت عمل این واحد باید به گونه ای کنترل شده باش که آزاد سازی یونها را درست چند میکرو ثانیه قبل از حدوث و تخلیه صاعقه صورت دهد.

اثر کرونا و واحد جرقه زن : حضور حجم وسیع بارهای الکتریکی در اطراف میله نوک تیز صاعقه گیر پس از یونیزاسیون توسط واحد جرقه زن سبب می شود تا پدیده طبیعی تجمع بارهای الکترونیکی اطراف میله (Corona effect) تقویت و تشدید شود.
تسریع در بروز علمدار حمله زمینی : صاعقه گیرهای  الکترونیکی  طوری طراحی شده اند که ارسال علمدار حمله زمینی را خیلی زودتر از نقاط هم ارتفاع مشابه همان محدوده به انجام برسانند و این به معنی تشکیل نقطه ترجیهی دریافت صاعقه در منطقه تحت حفاظت با صاعقه گیرهای  الکترونیکی نسبت به سایر نقاط می باشد.

    انواع دتکتورها در سیستم اعلام حریق

WWW.PEG-CO.COM

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

 

انواع دتکتورهای سیستم اعلام حریق

 

 

دتکتورها وسایل الکترونیکی هستند که در شکل‌ها و طرح‌های مختلف و معمولاً به رنگ سفید توسط کارخانه‌های سازنده ارائه می‌شوند و در محل‌های مناسب ساختمان مانند آشپزخانه، موتورخانه، اتاق بایگانی، راهروها، منازل، اتاق‌های کنفرانس و… به صورت سقفی و یا دیواری روی پایه‌های مخصوص نصب می‌شوند و وظیفه آن‌ها تشخیص حریق و اعلام آن به مرکز کنترل می‌باشد. تغذیه دتکتورها معمولاً با ولتاژ ۲۴ ولت DC صورت می‌گیرد ولی دتکتورهایی وجود دارند که با ولتاژهای ۱۲ و ۴۸ ولت DC و یا ۲۳۰ ولت AC نیز تغذیه می‌شوند. جریان عبوری از دتکتورها در حالت عادی چند ده میلی آمپر است و در مواقع بروز حریق افزایش می‌یابد. بسته به اینکه دتکتورها از کدام اثر آتش برای تشخیص استفاده می‌کنند، در انواع گوناگونی به صورت زیر ساخته می‌شوند:

دتکتورهای دودی(Smoke Detectors):

این نوع دتکتورها به صورت سقفی نصب می‌شوند و دارای محفظه‌ای هستند که بعد از پر شدن دود به این محفظه تحریک شده و با تغییر جریان عبوری به مرکز کنترل اعلام حریق می‌نمایند.

دتکتورهای دودی یونیزاسیون(Ionization):

این نوع دتکتورها دارای یک عنصر تشعشع رادیواکتیو می‌باشند.

در اثر عبور اشعه رادیواکتیو از هوای داخل محفظه و یونیزه کردن آن، مقداری جریان عبور می‌کند. در مواقعی که دود داخل این محفظه می‌شود، جریان عبوری تغییر می‌کند و باعث اعلام حریق می‌شود. به دلیل حساسیت زیاد در برابر دود، در جاهایی که حجم آتش زیاد و دود کم ایجاد می‌شود از این نوع دتکتورها استفاده می‌کندد ولی به طور کلی می‌توان آن‌ها را در مجتمع‌های مسکونی، ادارات و بیمارستان‌ها نصب نمود. بر روی این نوع دتکتورها علامت رادیواکتیو() به معی وجود تشعشعات رادیواکتیو حک می‌شود. از نظر زیست محیطی دفع این دتکتورها بعد از اتمام شارژ آن‌ها که حدود ۸ سال طول می‌کشد مشکلاتی به همراه دارد، لذا تولید این گونه دتکورها رو به کاهش و توقف می‌باشد.

دتکتورهای دودی نوری(اپتیکال)(Optical):

به این نوع دتکتورها، دتکتور فوتوالکتریک نیز گفته می‌شود و دارای یک سلول نوری در داخل خود می‌باشد که با ورود دود به محفظه و کم شدن نور تحریک شده و اعلام حریق می‌نماید. در محل‌هایی مانند انبار مواد PVC که در هنگام بروز حریق دود غلیظ تولید می‌شود و آتش‌سوزی به آهستگی انجام می‌گیرد استفاده از آن‌ها توصیه می‌شود.

دتکتور دودی اشعه‌ای(Beam Detectors):

در مواردی که بخواهیم مکان وسیعی مانند یالن یک کارخانه و یا سالن موزه و… را تحت پوشش سیستم اعلام حریق قرار دهیم و نصب دتکتورهای معمولی مشکل و یا غیر اقتصادی باشد، از نوع دتکتورها استفاده می‌گردد. این دتکتورها دارای یک قسمت فرستنده(TX) هستند که اشعه‌ای به سمت گیرنده(RX) می‌فرستند. این دو قسمت در دو قسمت سالن نصب می‌شوند و هرگاه عاملی مانند دود بین این دو عنصر واقع شود و ارتباط اشعه را قطع کند باعث اعلام خطر می‌گردد. در بعضی از این نوع دتکتورها فرستنده و گیرنده روی یک قسمت وجود دارد و در قسمت روبرو یک انعکاس دهنده(Reflector) نصب می‌گردد. این دتکتورها می‌توانند فضایی به پهانی ۱۴ متر و به طول ۱۰ ال ۱۰۰ متر را پوشش دهند و ارتفاع نصب آن‌ها بین ۲٫۷ تا ۲۵ متر است و ولتاژ کار آن‌ها ۲۴ ولت DC و جریان مصرفی در حالت ساکن حدود ۵۰ mA و در هنگام حریق ۷۰ mA می‌باشد. هر چه فاصله بین گیرنده و فرستنده افزایش یابد، جریان مصرفی نیز افزایش می‌یابد.

توجه: برای تشخیص دود در داکت‌های تهویه، از دتکتور دودی اپتیکال استفاده می‌شود که آن را در محفظه خاصی که به دو لوله(پراب) متصل است قرار می‌دهند و در خارج داکت نصب می‌کنند و لوله‌ها به داخل داکت می‌رود تا مقداری از هوای عبوری از داخل داکت را نمونه برداری کند. در صورت وجود دود در داخل داکت، این دود از طریق لوله‌ها وارد محفظه دتکتور شده و دتکتور اعلام حریق می‌کند.

نکاتی که باید در هنگام استفاده از دتکتورهای دودی رعایت کرد:

۱- دتکتور دود نباید در مسیر کوران هوا نصب گردد.

۲- برای تعیین محل نصب باید از استاندارد BS 5839 پیروی کرد.

۳- درمحل‌هایی که در حالت عادی دود و بخار وجود دارد، مانند موتورخانه و کنار بویلر از این دتکتور استفاده نشود.

نکته: اسپری خاصی وجود دارد که برای تست دتکتورهای دودی بکار می‌رود و با پاشیدن آن به سمت دتکتور می‌توان از عملکرد صحیح آن مطمئن شد.

دتکتورهای حراری(Heat Detectors):

این دتکتورها دارای یک مقاومت حرارتی می‌باشند که در اثر حرارت حاصل از آتش‌سوزی، مقدار مقاومت آن‌ها کم شده و باعث افزایش جریان می‌شود و به مرکز کنترل سیستم اعلام حریق، اعلام آتش‌سوزی می‌نماید. نصب آن‌ها نیز به صورت سقفی و طبق استاندارد BS 5839 می‌باشد و دو نوع ارائه می‌شوند:

نوع حرارتی ثابت(FIX) و نوع حرارتی افزایشی(Rate of Rise)(ROR)

در محل‌هایی که تغییرات دما ناگهانی اتفاق می‌افتد(مانند آشپزخانه) از دتکتورهای نوع افزایش استفاده می‌شود. این نوع دتکتورها دارای ولومی برای تنظیم دما می‌باشند.

نکته: دتکتورهای الکترونیکی ساخته و به بازار عرضه شده‌اند که همزمان به صورت دتکتور فیکس و افزایشی قابل استفاده هستند و به آن‌ها دتکورهای ترکیبی(Combined) گفته می‌شود که نسبت به دو مدل ذکر شده دارای قدرت کشف بالاتری هستند.

دتکتورهای مولتی(Multi):

این دتکتورها شامل دو طبقه هستند که یکی به عنوان دتکتور حرارتی و دیگری به عنوان دتکتور دودی عمل می‌کند و در محل‌هایی که هم امکان وجود دود و هم حرارت وجود دارد به کار می‌روند(مانند کتابخانه‌ها و اتاق‌های بایگانی).

دتکتورهای شعله‌ای(flame):

این دتکتورها با استفاده از سنسور گیرنده اشعه ماوراء بنفش، شعله آتش یا اشعه مادون قرمز آتش را تشخیص داده و اعلام حریق می‌نمایند. زمان پاسخ آن‌ها حدود چند ثانیه می‌باشد و آتش را بسیار سریع تشخیص می‌دهند و در دو نوع قابل نصب برای فضای داخلی(Indoor) و فضای خارجی(Outdoor) موجود می‌باشند و ولتاژ کار آن‌ها ۱۲ الی ۳۰ ولت DC است؛ زاویه دید آن‌ها نیز ۱۲۰ درجه می‌باشد.

دتکتورهای گازی(Gas Detectors):

برای تشخیص نشتی گاز و اعلام خطر قبل از به وجود آمدن حریق مخصوصاً در محل‌هایی که از گازهای سوختنی قابل اشتعال مثل CNG یا LPG استفاده می‌شود به کار می‌روند. مبنای تشخیص برخی از آن‌ها بوی گاز می‌باشد و به صورت دیواری یا سقفی نصب می‌شوند. مورد استفاده آن‌ها در آپارتمان‌ها، هتل‌ها و مراکز صنعتی می‌باشد. برخی از انواع این دتکتورها قادرند در صورت کشف نشتی گاز به یک شیر فرمان بدهند و مسیر گاز را ببندند.

نکته: در دتکتورهای پیشرفته‌تر، تغییرات چگالی گاز توسط مبدل تبدیل به جریان ۴ تا ۲۰ میلی آمپر تبدیل شده و با یک کابل سه سیمه برای اندازه‌گیری و کنترل به پانل کنترل مرکزی ارسال می‌شود. همچنین سیستم‌هایی با دتکتور و تابلوی مرکزی مخصوص وجود دارند  که میزان گاز مونواکسید کربن(CO) را در محیط تشخیص داده و در صورت کم بودن غلظت آن، یک سیستم تهویه را راه‌اندازی می‌کنند و در صورت زیاد بودن غلظظت، اعلام خطر می‌نمایند؛ مورد استفاده این نوع دتکتورها در پارکینگ‌های عمومی و تونل‌های زیرزمنینی  و محل‌هایی می‌باشد که از سوخت‌های مونواکسید کربن زا نانند زغال یا نفت استفاده می‌کنند.

تولید برق از گرمای اگزوز

WWW.PEG-CO.COM

 

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

تولید برق از گرمای اگزوز

جام جم آنلاین: گرمای زیاد اگزوز برخی هواپیماها، مهندسان را به فکر ساخت ژنراتور ترموالکتریکی انداخت که انرژی اتلافی را به نیروی الکتریکی در پرواز تبدیل می‌کند.

 

تیمی متشکل از مهندسان شرکت «سرمایش الکترونیکی» (Electronic Cooling Solutions, ESC) یک ژنراتور ترموالکتریک از گازهای خروجی داغ موتور به نام EHTEG را ساخته‌اند که می‌توان آن را روی موتور یک پهپاد کار گذاشت تا انرژی اتلافی حاصل از اگزوز را در پرواز به نیروی الکتریکی تبدیل کند.

ابتدا مهندسان شرکت ESC طراحی اولیه ژنراتورEHTEG و تحلیل و بهینه‌سازی طراحی گرمایی را انجام دادند. سپس تیم لنگلی این ژنراتور را ساخته و آزمایش کردند و بر اساس نتایج آزمایش مجددا آن را طراحی کردند.

در موتورهای احتراق داخلی معمولا حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد انرژی سوخت به نیروی پیشران تبدیل می‌گردد و بقیه انرژی از طریق اصطکاک داخلی و گرمای گاز خروجی تلف می‌شود.

بازیابی انرژی اتلاف شده از طریق اصطکاک که معمولا از بدنه داغ موتور دفع می‌شود، بسیار دشوار است و از طرفی این انرژی، سهم کمی از کل انرژی اتلافی را دارد.

اما برای افزایش کارایی کلی بهترین انتخاب، گرمایی است که از طریق گازهای خروجی تلف می‌شود، زیرا معمولا این انرژی‌ در‌حدود همان مقدار (یا بیشتر از) نیرویی را تولید می‌کند که به شفت انتقال می‌یابد.‌

ژنراتور EHTEG طوری ساخته شده که بدون به‌خطر انداختن ایمنی پرواز، به طور مکانیکی به هواپیما وصل و با موتور آن هماهنگ می‌شود، این ژنراتور، انرژی مورد نیاز خود را از گرمای گازهای داغ خروجی بدون کاهش عملکرد موتور استخراج می‌کند.

این اختراع، همچنین بیشترین اختلاف دمای ممکن بین ماژول‌های ترموالکتریک را هنگام کار کردن موتور در بیشترین محدوده‌های دمایی آنها فراهم می‌سازد.

در نهایت این که چون این محصول قرار بوده روی هواپیما نصب شود، طوری طراحی شده تا کمترین وزن و نیروی پسای آیرودینامیکی را دارا باشد.

منبع: جام جم انلاین

تولید برق از انرژی بدن

WWW.PEG-CO.COM

 

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

 

تولید برق از انرژی بدن

 

در آینده‌ای نه چندان دور، شارژ کردن باتری تلفن‌همراه و لپ‌تاپ به وسیله برق تولیدشده از بدن فرآیندی عادی تلقی خواهد شد.

کمبود انرژی، بحرانی است که اگر چه از همین حالا بشر با آن روبه‌رو است اما مطمئنا در دهه‌های آتی آشکارتر خواهد شد. برای رهایی از چنین شرایطی ـ که نسل‌های آینده را تحت تأثیر قرار خواهد دادـ باید از هم اکنون کاری کرد. ایده‌های مختلفی در سال‌های گذشته ارائه شده‌اند که برخی از آنها نیز به دلیل به صرفه بودن و داشتن توجیه فنی به مرحله عملیاتی رسیده‌اند. حالا به نظر می‌رسد، نوبت یکی از هیجان‌انگیزترین آنها رسیده است، یعنی استفاده از انرژی تولیدشده از طریق بدن. به عقیده دانشمندان، انرژی قابل توجهی که همه روزه از بدن انسان تلف می‌شود، گرچه شاید برای تأمین روشنایی یک واحد مسکونی کافی نباشد، اما می‌توان از آن برای شارژ باتری، رایانه و تلفن همراه در عصر حاضر و کارهایی بزرگ‌تر در دهه آینده استفاده کرد.

بدن انسان همواره مقادیر قابل توجهی انرژی تولید می‌کند. یک انسان بالغ، معادل یک باتری به وزن یک تن دارای انرژی ذخیره‌شده در چربی است. این میزان قابل توجه، سوخت مورد نیاز بدن را برای انجام فعالیت‌های روزمره تأمین می‌کند، اما چه می‌شود اگر این انرژی نسبتا هنگفت برای فعال‌سازی دستگاه‌های الکترونیکی به کار گرفته شود که همه روزه با آنها سر و کار داریم؟ این همان مقوله هیجان‌انگیزی است که موجب شده بسیاری از مخترعان در سراسر جهان به فکر طراحی و ساخت سیستم‌هایی برای استفاده از انرژی بدن انسان در راه‌اندازی دستگاه‌های مختلف الکترونیکی بیفتند.

حرکات بدن، انرژی جنبشی تولید می‌کنند که قابلیت تبدیل به برق را دارد. در گذشته، دستگاه‌هایی نظیر نوعی رادیو، رایانه و چراغ قوه ارائه شده‌اند که انرژی جنبشی تولید شده به وسیله بدن را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. در این موارد حضور کامل شخص، یکی از مهم‌ترین نکاتی است که به چشم می‌آید، اما آنچه امروزه در ذهن دانشمندان می‌گذرد، نسخه به روزشده‌ای از این نگرش است، یعنی وضعیتی که از انرژی جنبشی بدن برای راه‌اندازی دستگاه‌های مختلف استفاده شود بی‌آن که افراد در جریان این فرآیند قرار داشته باشند. به عنوان مثال، یک باشگاه ورزشی را تصور کنید که شمار قابل توجهی از افراد ساعاتی را در آن صرف انجام حرکات مختلف ورزشی می‌کنند و از این راه، مقادیر قابل توجهی انرژی آزاد می‌شود. با هر گامی که روی تردمیل برداشته می‌شود، کالری زیادی به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود که با استفاده از آن می‌توان ژنراتور کوچکی را به حرکت درآورد و در نتیجه برق تولید کرد. انرژی‌ای که از کارهای روزمره و حرکات ورزشی یک فرد آزاد می‌شود، گرچه ممکن است چندان زیاد نباشد، اما وقتی صحبت از گروهی صدنفره یا بیشتر به میان می‌آید، قضیه فرق می‌کند. این همان ایده‌ای است که در قالب پروژه سالن ورزشی Green Microgym پورتلند آمریکا از آن بحث می‌شود؛ جایی که ماشین آلاتی نظیر دوچرخه‌های ثابت، انرژی رها شده از بدن در حین انجام حرکات ورزشی را به کار می‌گیرند. افراد در حالی که روی این دستگاه‌ها رکاب می‌زنند، ژنراتوری را می‌چرخانند که آن نیز به نوبه خود الکتریسیته تولید می‌کند و جالب این‌که از همین الکتریسیته برای تأمین روشنایی مجموعه استفاده می‌شود. در حال حاضر، انرژی انسانی که از این طریق به کار گرفته می‌شود تنها سهم اندکی در تامین انرژی مورد نیاز بخش‌های مختلف این سالن ورزشی ایفا می‌کند اما مدیران این مجموعه معتقدند در آینده و با افزایش شمار دستگاه‌هایی که در این سالن به کار گرفته خواهد شد، این سهم، افزایش چشمگیری خواهد یافت. آدام باسل، رئیس این سالن ورزشی می‌گوید: ما به دنبال دستیابی به یک مجموعه ورزشی با ضریب آلایندگی صفر هستیم. فکر می‌کنیم با استفاده از انرژی‌های جایگزینی نظیر انرژی خورشیدی و حتی باد در کنار انرژی رها شده از بدن ورزشکاران می‌توانیم به این چشم‌انداز دست‌یابیم. البته این سالن ورزشی، نخستین مکان دنیا به شمار نمی‌آید که از چنین ایده‌ای برای تأمین انرژی استفاده می‌کند. در بسیاری از کشورهای جهان سال‌هاست، دوچرخه‌سواران حرفه‌ای، همزمان با رکاب زدن در جاده‌ها و افزایش مهارت ورزشی خود، انرژی الکتریکی مورد نیاز برای روشنایی چراغ هشدار نصب‌شده در پشت دوچرخه را با رکاب زدن و راه‌اندازی دینام نصب‌شده در دوچرخه تامین می‌کنند.

 

 

در سالن‌هایی که حرکات موزون ورزشی و تمرینات دسته‌جمعی و تفریحی انجام می‌شود نیز ایده تولید انرژی الکتریکی از حرکات بدن بخوبی عملیاتی می‌شود. در روتردام هلند سالنی این چنینی وجود دارد. کف آن با استفاده از مواد مخصوصی ساخته شده است. انرژی جنبشی تولید شده از طریق افرادی که روی آن تحرک می‌کنند را دریافت و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این کف که به وسیله یک شرکت هلندی طراحی و ساخته شده، مبتنی بر تأثیر فیزوالکتریکی است که طی آن با بهره‌گیری از موادی خاص و زمانی که به هر وسیله‌ای تحت‌فشار قرار گیرد (در اینجا حرکات پا و فشار ناشی از آن مورد نظر است) جریان الکتریسیته تولید می‌کند. همزمان که افراد روی این سطح حرکات مختلف ورزشی انجام می‌دهند، کف فیزوالکتریکی تا حدود یک سانتی‌متر فشرده می‌شود. به این ترتیب تماسی میان سطح زیرین کف سالن با مواد فیزوالکتریکی موجود در زیر آن ایجاد و در نهایت ۲ تا ۲۰ وات الکتریسیته تولید می‌شود که البته این میزان به‌شدت فشاری بستگی دارد که از طریق پاهای افراد به کف سالن وارد می‌آید. در حال حاضر، انرژی الکتریکی که به این طریق به دست می‌آید، برای روشن کردن چراغ‌هایLED نصب شده در کف سالن کافی است، اما پیش‌بینی می‌شود در آینده میزان الکتریسیته تولید شده به این روش، بیشتر از مقادیر فعلی باشد. در مناطق دیگری از جهان از جمله لندن و سوریه نیز چنین سالن‌هایی راه‌اندازی شده‌اند. صاحبان این مجموعه‌ها امیدوارند در آینده، بالغ بر ۶۰ درصد برق مورد نیاز آنها از این طریق تامین شود.

تولید برق برای انرژی تلفن و رایانه همراه

تولید برق به این روش یعنی استفاده از حرکات ورزشکاران در حین انجام تمرینات ورزشی، مستلزم حضور فیزیکی کامل آنهاست و گرچه از حیث تامین انرژی، روشی کارآمد است، اما دانشمندان به دنبال چیزی فراتر از آن هستند. آنها می‌خواهند افراد عادی که در طول روز به سالن‌های ورزشی نمی‌روند نیز سهمی در تولید برق با تکیه بر حرکات روزمره و عادی بدن داشته باشند. چیزی که دانشمندان به دنبال آن هستند شارژ باتری تلفن و رایانه به وسیله حرکات عادی بدن مانند راه رفتن و حتی گرمای تولید شده به وسیله بدن نیست. مکث دانلان از آزمایشگاه لوکوموشن دانشگاه سیمون فاستر با همکاری گروهی از محققان آمریکایی و کانادایی در حال ساخت یک ژنراتور الکترومغناطیسی است که به جهت کوچکی ابعاد، براحتی در یک زانوبند قرار می‌گیرد. آنها موفق به طراحی و ساخت نمونه اولیه این فناوری نوین نیز شده‌اند.

این سیستم کوچک، انرژی رها شده در یک پیاده‌روی یک دقیقه‌ای را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند که با بهره‌گیری از آن، می‌توان از تلفن همراه بدون شارژ باتری تا نیم ساعت استفاده کرد. این ژنراتور زانویی از تجهیزات الکترونیکی پیچیده‌ای بهره می‌برد. هدف اصلی محققان، اطمینان یافتن از این نکته بوده که این سیستم، تنها از انرژی مازاد بدن استفاده می‌کند. رایانه‌ای نیز در دل سیستم جاسازی شده که با اندازه‌گیری دقیق و مداوم زاویه زانو در هرگام، تعیین می‌کند چه موقع ژنراتور فعال یا غیرفعال شود. تحقیقات نشان می‌دهد، در پیاده‌روی‌های روزمره از انرژی ماهیچه‌ای پاها برای شتاب‌بخشیدن به حرکات قوسی شکل و رو به جلوی پاها و همچنین کاستن از سرعت آنها در حین فرودآمدن روی زمین استفاده می‌شود. انرژی الکتریکی که از این طریق تولید می‌شود، به وسیله یک رشته سیم به شارژر باتری منتقل یا از آن برای روشن کردن دستگاه‌های کوچک قابل حمل استفاده می‌شود. این ژنراتور کوچک البته وزنی حدود یک کیلوگرم دارد که استفاده از آن در پیاده‌روی‌های طولانی تاحدودی عذاب‌آور خواهد بود. همین نکته موجب شده، طراحان آن به فکر استفاده از موادی مستحکم و درعین حال، سبک برای ساخت بخش‌های مختلف آن باشند. فیبر کربنی، همان ماده مورد نظر محققان پروژه بوده است. آنها با استفاده از این ماده، نسخه جدیدی از این ژنراتور را ساخته‌اند که تنها کمتر از نیم کیلوگرم وزن دارد. همچنین ریزرایانه‌ای در آن قرار می‌گیرد که کل فعالیت ژنراتور را تحت کنترل خواهد داشت. چنین دستگاهی کاربردهای زیادی در امور نظامی خواهد داشت. در همین ارتباط، ارتش کانادا سرمایه‌گذاری قابل توجهی در پروژه تحقیقات اخیر انجام داده است. مطالعاتی که اخیرا در ارتش این کشور انجام شده، نشان می‌دهد نظامیان معمولا باتری‌هایی را حمل می‌کنند که تا ۱۵ کیلوگرم وزن دارند. این باتری‌ها برای راه‌اندازی سیستم‌های ارتباطی و مسیریابی در میادین نظامی به کار گرفته می‌شود. گذشته از این کاربرد، می‌توان از چنین فناوری در لباس نیروهای آتش‌نشان و پلیس نیز استفاده کرد. این دسته از افراد معمولا تجهیزات الکترونیکی ارتباطاتی قابل حملی در دست دارند که با کمک گرفتن از این فناوری نوین می‌توان انرژی مورد نیاز را برای روشن ماندن آنها بویژه در موارد اضطراری تأمین کرد.

موفقیت‌های به دست آمده در این پروژه موجب شده محققان دست به جاه‌طلبی‌های بزرگ‌تری بزنند و آینده‌ای را متصور شوند که در آن، اندام‌های مصنوعی که به باتری نیاز دارند از این فناوری برای تامین انرژی حرکتی مورد نیاز خود استفاده کنند. پس چندان دور از ذهن نخواهد بود که نسل آتی سیستم‌ها و فناوری‌هایی نظیر تلفن‌های همراه، سیستم‌های موقعیت‌یاب جهانی، آیپادها و دوربین‌های دیجیتال نیز با تکیه بر انرژی الکتریکی به دست آمده از حرکات بدن انسان فعال شوند. این فناوری حتی می‌تواند برای اسکی بازها و صخره‌نوردها سودمند باشد. این دسته از ورزشکاران معمولا زمان زیادی را دور از خانه و شبکه‌های برق شهری سپری می‌کنند.

در دانشگاه پنسیلوانیا نیز کارهای مشابهی در دست انجام است. لری رم از محققان این دانشگاه است که اخیرا یک کوله‌پشتی موسوم به Lightning Pack ارائه کرده است. این کوله‌پشتی، انرژی حاصل از حرکات بالا و پایین رفتن ران فرد را در حین راه رفتن دریافت و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. همزمان با گام برداشتن فرد، محفظه کیف مانندی که در این کوله‌پشتی و روی فنری مخصوص قرار دارد، به جهش درمی‌آید. این محفظه به یک ژنراتور الکتریکی متصل است که برق حاصل از عملکرد آن به وسیله یک رشته سیم به باتری یا شارژر همراه فرد منتقل می‌شود. خروجی این کوله‌پشتی در نوع خود خیره‌کننده است: تولید ۲۰ وات برق تقریبا برای شارژ کردن تمامی سیستم‌های همراه کافی است، اما مشکل اینجاست که حمل این کوله‌پشتی برای بسیاری از افراد عملا غیرممکن است چون اگرچه ۲۰ وات برق تولید می‌کند، اما حدود ۴۰ کیلوگرم وزن دارد. البته این نکته نمی‌تواند عامل بازدارنده‌ای در راه پیشرفت این فناوری باشد و به نظر می‌رسد در آینده نسل جدید این کوله‌پشتی با وزنی بمراتب کمتر رونمایی خواهد شد.

آینده خیلی زود فرا رسیده است

شاید چندان هم نباید منتظر آینده ماند چون در همین اطراف، محققانی هستند که برای کوچک و سبک کردن این کوله‌پشتی کار می‌کنند. ژانگ لی وانگ ازجمله این محققان است که هم‌اکنون در انستیتو فناوری جورجیا روی این مقوله کار می‌کند. آنچه وی ارائه کرده، تنها به اندازه یک تکه بافت پارچه‌ای است. این مینی ژنراتورها را می‌توان براحتی به لباس دوخت و انرژی جنبشی تولید شده از طریق کوچک‌ترین حرکات بدن را دریافت و به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. در ادامه، این جریان الکتریکی برای شارژ سیستم‌های همراه به کار گرفته می‌شود. مینی‌ژنراتورهای ساخت وانگ از فیزوالکتریسیته در مقیاسی کوچک استفاده می‌کنند. وی در مدل پیش‌ساخته این فناوری نوین، کریستال‌های اکسید روی را روی فیبرهایی موسوم به Kevlar رشد داده است. این کریستال‌ها همچون زائده‌های بسیار ریزی هستند که هرگاه با یکدیگر اصطکاک پیدا کنند، جریان الکتریسیته تولید می‌کنند. در این مدل پیش‌ساخته، فیبرهایی به طول ۲ سانتی‌متر وجود دارد که هر یک ۱۶ پیکووات یا ۱۶ تریلیوم وات برق تولید می‌کند. البته این میزان جریان برق بسیار ناچیز است، اما همزمان با افزایش شمار فیبرها، میزان برق تولید شده نیز افزایش می‌یابد.

در آینده‌ای نه‌چندان دور شارژکردن باتری تلفن‌همراه و لپ‌تاپ به‌وسیله برق تولیدشده از بدن فرآیندی عادی تلقی‌خواهد شد

محققان پیش‌بینی می‌کنند، استفاده از این فیبرها در لباس‌هایی که در آینده‌ای نه‌چندان دور تولید می‌شوند به تولید ۸۰ میلی‌وات برق به ازای هریک مترمربع بافت پارچه‌ای منجر خواهد شد. این میزان برق برای شارژ تلفن همراه یا سایر تجهیزات الکترونیکی نظیر رایانه همراه کافی است. تا پیش از تولید انبوه و همه‌گیر شدن استفاده از لباس‌هایی که از حرکات بدن افراد، برق تولید می‌کنند، وانگ و تیم تحقیقاتی همراهش باید چالش‌های مختلفی را از پیش‌رو بردارند. بزرگ‌ترین مشکل موجود این است که این نانوفیبرها خیس نمی‌شوند. این بدان معناست که واکنشی نسبت به عمل شستشو نشان نمی‌دهند. البته مشکلاتی از این دست حل شدنی به نظر می‌رسند. هدف بعدی این محقق، طراحی و تولید بافت‌هایی است که بازده کاری مناسبی داشته باشند. وی برای رسیدن به هدف خود مواد پلیمری مختلفی را آزمایش می‌کند. وانگ به دنبال روش‌های بهتر و موثرتر برای ترکیب این مواد پلیمری با بافت‌های پارچه و جمع‌آوری بارهای الکتریکی است. البته اگر این نانوفیبرها از این هم موثرتر نشوند، هنوز هم می‌توانند سیستم‌های همراهی نظیر تلفن و رایانه‌های همراه را تنها با حرکات بدن شارژ کنند. از سوی دیگر، تجهیزات الکترونیکی بتدریج کوچک‌تر می‌شوند و در نتیجه به برق کمتری نیز نیاز پیدا می‌کنند. از سوی دیگر باتری‌هایی که برای این سیستم‌ها ساخته می‌شوند، باید از ظرفیت بالاتری در ذخیره‌سازی انرژی برخوردار باشند. به این ترتیب زمینه لازم برای استفاده از انرژی جنبشی بدن افراد در تامین انرژی مورد نیاز سیستم‌های همراه به خودی خود فراهم می‌شود.

دانشمندانی که روی پروژه‌هایی از این دست کار می‌کنند، به چشم‌اندازی فکر می‌کنند که در آن، افراد در حالی که راه می‌روند و حرکات مختلف ورزشی انجام می‌دهند حتی بی‌آن که خود متوجه شوند، برق تولید می‌کنند. وانگ هم‌اکنون روی فیلم‌های پلیمری کار می‌کند که فیبرهای تولیدکننده برق را احاطه کرده و به آنها اجازه می‌دهند به عنوان ریزفناوری‌های قابل پیوند به بدن به کار گرفته شوند اما این تازه آغاز یک راه طولانی و هیجان‌انگیز است. در ادامه این راه می‌توان دورانی را متصور شد که در آن حتی از جریان خون در رگ‌های خونی برای تولید برق استفاده خواهد شد. البته این میزان الکتریسیته بسیار ناچیز است و می‌توان از آن در مواردی نظیر تامین انرژی مورد نیاز برای نشانگرها، پمپ‌های انسولینی و سایر ریزتجهیزات پزشکی که درون بدن بیماران به کار گرفته می‌شوند استفاده کرد. چنین چشم‌اندازی گرچه جاه‌طلبانه به نظر می‌رسد، اما با گذشت زمان و پیشرفت فناوری‌های نوین، واقع‌بینانه‌تر جلوه خواهد کرد.

منبع:جام جم انلاین

روش بازیافت باتری

WWW.PEG-CO.COM

 

 

by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

بازیافت ‌باتری‌ های فرسوده‌

جام جم آنلاین: اهمیت استفاده از سرب در صنعت از یک سو و خطرات بالقوه بهداشتی و زیست محیطی آن از سوی دیگر ، موجب توجه جامعه جهانی به چگونگی مدیریت صحیح زیست محیطی بازیافت باتری‌های سربی اسیدی شده است. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد امروزه حدود ۶۰ درصد کل تولید سرب تصفیه شده از معادن سرب تامین و ۴۰ درصد باقیمانده از بازیافت قراضه‌ها و سرباره‌های باتری‌های فرسوده حاصل می‌شود.

 

 

این مساله در سراسر دنیا یکی از منابع مهم دستیابی به سرب خالص است. هم‌اکنون بازیافت این باتری‌ها در کشور بیشتر به روش سنتی و در کنار اوراقچی‌های حرفه‌ای خودروها صورت می‌گیرد.

باید توجه کرد که اجرای بازیافت زیست محیطی و بهداشتی این مواد درکشور نیازمند در نظرگیری راهبردها و خط‌ مشی ‌هایی است که بر اساس اولویت ‌های کشور تعیین شده و باید در جهت تدوین چارچوبی قانونی برای جمع‌آوری ، ‌حمل‌ونقل و بازیافت صورت گیرد تا اثرات و خطرات زیست محیطی و بهداشتی بازیافت این پسماندها که تحت کنوانسیون بازل هستند، به حداقل کاهش یابد.

باتری‌های سربی اسیدی مجموعه‌هایی کوچک برای ذخیره انرژی از طریق استفاده کنترل‌شده از واکنش‌های شیمیایی هستند.

براساس تحقیقات صورت گرفته از سوی دفتر بررسی آلودگی آب و خاک سازمان حفاظت محیط ‌زیست، این‌گونه باتری‌ها به دلیل غیرقابل بازگشت بودن واکنش‌های شیمیایی دارای دوره عمری مشخص هستند و پس از رسیدن به انتهای دوره عمری خود، با وجود محتوای فلزی بالا بویژه سرب، غیراستفاده و فرسوده و در گروه پسماند‌های ویژه تقسیم‌بندی می‌شوند.

تحقیقات نشان می‌دهد ‌بازیافت آنها و وارد کردن فلزاتی نظیر سرب، قلع، آنتیموان، آرسنیک و مواد آلی نظیر پلی‌پروپیلن حاصل از بازیافت آنها به چرخه صنعت امری اقتصادی است ولی به دلیل وجود خطرات مواد مختلف موجود در ساختار آنها بویژه فلزات سنگین، رعایت اصول بهداشتی و زیست‌ محیطی ، استفاده از فناوری‌های نوین در جمع‌آوری و مراحل پیش‌بازیافت و بازیافت آنها ابداع شده است.

کارشناسان معتقدند اجرای بازیافت زیست ‌محیطی و بهداشتی برای این پسماند‌ های ویژه در کشور نیازمند درنظرگیری راهبردها و خط‌ مشی ‌هایی است که بر اساس اولویت ‌های کشور تعیین و تعریف شده و باید در جهت تدوین چارچوبی قانونی برای جمع آوری، حمل‌ونقل و بازیافت باشد.

باید توجه کرد که ایجاد سیستم جمع‌آوری تحت چارچوبی قانونی یکی از اولین مراحل مدیریت صحیح زیست محیطی باتری ‌های فرسوده است تا خطرات و اثرات زیست محیطی جانبی آنها به حداقل کاهش یابد.

باتری‌های سربی اسیدی‌

سرب یکی از فلزات گروه چهارم و ردیف ششم جدول تناوبی با ظرفیت ۲ و ۴ است که آلیاژ آن با فلزات مختلف نظیر آنتیموان، قلع، آرسنیک و برلیم کاربرد‌های وسیع در صنعت دارد که یکی از مصارف این فلز کاربرد آن در ساخت باتری‌های سربی اسیدی است.

بررسی‌ها نشان می‌دهد ‌این باتری‌ها از طریق انجام همزمان چندین واکنش شیمیایی، انرژی الکتریکی لازم را برای سیستم‌های خارجی فراهم می‌کنند. هنگامی‌که یک باتری بتدریج تخلیه می‌شود، غلظت اسید سولفوریک و به تبع آن سرعت واکنش‌ها کاهش می‌یابد.

بر اساس تحقیقات دفتر بررسی آلودگی آّب و خاک سازمان حفاظت محیط زیست، باتری‌ها می‌توانند به دفعات شارژ و مجدد بهره‌برداری شوند، ولی شارژ و تخلیه مکرر آنها موجب می‌شود صفحات آنها که از جنس اکسید سرب هستند ، بتدریج به سولفات سرب آلوده شوند که موجب کاهش و بالاخره توقف واکنش‌ها می‌شود.

بعلاوه لایه‌ای نیز شامل سولفات سرب ، اکسید سرب و سرب فلزی در کف باتری انباشته می‌شود که در این هنگام باتری دیگر قابلیت شارژ شدن را از دست داده و به بالاترین حد آلودگی رسیده است، این باتری دیگر فرسوده است و کارایی لازم را ندارد و برای بازیافت آماده است.

باتری‌ها دارای محتوای فلزی بالا بخصوص مقدار زیادی سرب هستند که لازم است همراه با دیگر فلزات موجود در آنها نظیر قلع، آنتیموان، آرسنیک و مواد آلی نظیر پلی‌پروپیلن مورد بازیافت قرار گرفته و مجدد وارد چرخه صنعت شوند.

این فرآیند به دلیل وجود فلزات سنگین، اسید سولفوریک و انواع پلاستیک‌ها در صورت اعمال نشدن کنترل مناسب می‌توانند برای محیط‌زیست و سلامت بشر خطرناک و عوارض زیست محیطی جبران‌ناپذیری را به دنبال داشته باشند.

متاسفانه بر اساس گزارش‌های موجود، در بسیاری از موارد دیده شده است که بازیافت این باتری‌ها در کشور به روش سنتی صورت می‌گیرد و کارگران و دست‌اندرکاران این امر فاقد هرگونه آگاهی از خطرات بهداشتی و زیست محیطی و تجهیزات و ملزومات ایمنی مربوط هستند.

امروزه انواع فناوری‌های نوین و روش‌های مناسب بهداشتی و زیست محیطی در انجام فرآیند بازیافت باتری‌های سربی اسیدی فرسوده بویژه استحصال سرب از آنها که عمده‌ترین ماده حاصل از بازیافت این باتری‌هاست، ابداع شده که اثرات زیست محیطی را به حداقل می‌رساند.

باتری‌های فرسوده منابع تامین سرب‌

هم‌اکنون بازیافت باتری‌های سربی فرسوده به ۲ شیوه سنتی و اصولی در کشور صورت می‌گیرد و کارشناسان معتقدند روش‌های اصولی نیز باید با به‌کارگیری فناوری‌های نوین و اصول زیست محیطی ارتقا یابند.

مطالعات انجام شده نشان می‌دهد امروزه حدود ۶۰ درصد کل تولید سرب تصفیه شده از معادن سرب تامین و ۴۰ درصد باقیمانده از بازیافت قراضه‌‌ها و سرباره‌های باتری‌های فرسوده حاصل می‌شود که این مساله در سراسر دنیا یکی از منابع مهم دستیابی به سرب خالص است.

بازیافت‌کنندگان سنتی معمولا در کنار اوراقچی‌های حرفه‌ای خودروها مستقر هستند و همراه با آنها به بازیافت باتری‌های سرب اسیدی می‌پردازند و مانند کل فعالیت اوراقچی‌ها حجم دریافتی بازیافت‌کنندگان سنتی قابل پیش‌بینی نیست.

بر اساس تحقیقات دفتر بررسی آلودگی آب و خاک سازمان حفاظت محیط زیست که براساس تجزیه و تحلیل کارشناسی از مستندات داخلی و خارجی با در نظرگیری قوانین و مقررات موجود کشور شامل قانون مدیریت پسماند و کنوانسیون بازل در خصوص حمل‌ونقل برون مرزی پسماند‌های خطرناک و امحای آنها صورت گرفته، عملکرد بازیافت‌کنندگان سنتی فاقد ماهیت صنعتی است و در بخش شکستن باتری‌ها و ذوب شبکه‌های سربی عملا متکی به نیروی کارگری، بدون هیچ‌گونه آموزش، تجربه و حتی سرمایه است. باتری‌ها به وسیله نیروی کارگری و با پتک و چکش خرد و اجزای آن تفکیک می‌شود.

براساس بررسی‌‌های صورت گرفته، محتویات درونی شبکه‌ها و مواد فعال خارج و سپس باقیمانده مواد از روی شبکه‌ها زدوده و همراه با رسوب ته باتری که عمدتا مرکب از سولفات سرب، اکسید سرب و سرب فلزی است، وارد زباله‌‌های عادی می‌شوند.

هرچه مقدار سرمایه این بازیافت‌کنندگان کمتر باشد، لوازم و تجهیزات کمتری مورد استفاده قرار می‌گیرد و ابعاد محل بازیافت نیز تحت‌ تاثیر میزان همین سرمایه است.

تحقیقات نشان می‌دهد ، کیفیت سرب استحصالی ترکیبی از سرب خالص، اکسید سرب ، آنتیموان و ناخالصی ‌‌های سولفاتی ، کلسیمی ، آهنی و مسی است که در مجموع سرب با خلوص ۹۲ تا ۹۵ درصد را حاصل می‌کنند ، در کارگاه‌‌های سنتی بازیافت امکانات آموزشی و ایمنی حداقل است و کارکنان آنها از خطرات بالقوه سرب آگاهی کافی ندارند، از این‌رو تعلیم و آموزش این کارکنان نیز بسیار ضروری است.

بررسی‌ها نشان می‌دهد، ‌در بعضی کارخانجات بازیافت به روش‌‌های اصولی‌تر و با رعایت بیشتر اصول زیست ‌محیطی صورت می‌گیرد و سربی با درجه خلوص ۹۹/۹۹ درصد حاصل می‌شود. سیستم‌‌های یکپارچه تهویه و تصفیه غبار ناشی از عملیات شکستن و دیگر فرآیند‌‌های مربوط موجب ممانعت از آلودگی محیط ‌زیست و استفاده از محتوای بالای غبار سرب می‌شود.

فناوری‌‌های روز دنیا این امکان را می‌دهد که با بهره‌گیری از مبدل کالدو، توانایی استفاده از هرگونه ماده حاوی سرب محقق شود و قادر است حتی باتری‌ها را با تمام محتویات اعم از شبکه‌ها، مواد فعال، ‌پوسته و بدنه و جداکننده‌ها بازیافت کند.

همچنین بر این اساس می‌توان باتری‌‌های نو را در ازای دریافت باتری فرسوده به بهای مصوب فروخت و در غیر این صورت مصرف‌کننده را موظف به پرداخت مبلغی بیشتر کرد. تحقیقات نشان می‌دهد این سیاست بازگشت باتری‌‌های فرسوده به کارخانجات تولید باتری را فراهم می‌آورد.

بازیافت باتری‌ها

براساس دستورالعمل‌‌های فنی کنوانسیون بازل، فرآیند بازیافت متشکل از ۳ مرحله شکستن باتری‌ها، احیای سرب و تصفیه سرب است. در فرآیند مدرن شکستن باتری‌‌های فرسوده، تماس انسان معمولا تا حد امکان کاهش یافته است و این باتری‌ها به وسیله صفحات خودکار دریافت و به سمت دستگاه خردکننده آنها تحت آسیاب چکشی یا دیگر مکانیسم‌‌های خردکننده به قطعات کوچک تبدیل می‌شوند.

این قطعات براساس خصوصیات چگالی و مکانیسم ‌‌های هیدرولیک در ۳ لایه تفکیک می‌شوند؛ اول، قطعات سبک نظیر پلاستیک‌ها، دوم اکسید سرب و سولفات‌ها و سوم لایه سنگین صفحات سربی و اتصال دهنده‌هاست.

پس از مراحل تفکیک ، لایه آلی مورد تفکیک بیشتری قرار می‌گیرد و پسماند‌‌های پلی‌پروپیلن (مواد آلی سبک) و جداکننده‌ها و ابونیت (مواد آلی سنگین) از هم جدا می‌شوند سپس مواد آلی سبک به منظور زدودن باقیمانده اکسید‌‌های سرب شستشو می‌یابند و به قطعات کوچک برای مصارف آینده آسیاب می‌شوند ولی ابونیت و جداگرها به همان شکل انبار می‌شوند.

اگر شکستن مکانیکی باتری‌ها به هر دلیلی امکان‌پذیر نباشد، روش ایمن آماده ‌سازی آن برای ذوب شامل سوراخ کردن و تخلیه الکترولیت و تصفیه آن، جدا کردن صفحات و جداگر‌‌های باتری با اره دوار با استفاده از تجهیزات حفاظتی، فرستادن صفحات و شبکه‌ها همراه با قسمت بالای باتری به ذوب‌کننده و بازگشت باتری به کارخانه سازنده برای مصرف مجدد آنها صورت می‌گیرد.

در مرحله دوم احیای سرب صورت می‌گیرد و در مرحله سوم سرب تصفیه می‌شود. در این مرحله در صورتی که عملیات یک کارگاه ذوب تنها محدود به ترکیب  احیا باشد ، آنچه تولید می‌کند به عنوان سرب سخت یا آنتیموانی شناخته می‌شود که اگر هدف یک کارگاه تولید سرب خالص باشد، شمش سرب خام باید یک مرحله تصفیه را نیز با هدف فرآیند تصفیه و زدودن تقریبا همه مس،‌ آنتیموان، آرسنیک و قلع متحمل شود.

کنوانسیون بازل‌

کنوانسیون بازل یکی از کنوانسیون‌‌های بین‌المللی زیست‌محیطی است که دولت جمهوری اسلامی ایران نیز متعهد به اجرای آن است. بر این اساس، حمل و نقل برون‌مرزی باتری‌‌های سربی اسیدی فرسوده و واردات و صادرات آ‌نها به هر کشور عضو کنوانسیون بازل به عنوان یکی از پسماند‌‌های خطرناک مشمول این کنوانسیون مبتنی بر مفاد آن انجام می‌گیرد و این امر منوط به وجود مدیریت صحیح زیست ‌محیطی این‌گونه پسماند در کشور و تایید این مدیریت توسط مرجع ذی‌صلاح آن کشور و به تبع آن ارائه مجوز از سوی آن مرجع است لذا واردات خودسرانه این باتری‌ها بدون کسب مجوز از مراجع ذی‌صلاح کشور محل ورود امری غیرقانونی است.

کنوانسیون بازل همچنین طی تدوین دستورالعمل‌‌های فنی درخصوص مدیریت صحیح زیست ‌محیطی پسماندها، دیدگاه‌ها و راهنمایی‌‌های مفیدی را درخصوص ایجاد یا ارتقای مدیریت پسماند‌‌های خطرناک در کشور‌‌های عضو  ارائه می‌کند.