بخشی از مقاله
چکیده
دغدغه ارتقای کیفیت محیطی در عرصه های شهری، در پی دستیابی به کیفیتی همه شمول به نام »شهروند گرایی« در محیط شهری است. عاملی که حکایت از تعق و گرایش آدمی به شهر و کانون زیستی دارد. فضای سبز یکی از ارکان ضروری و جدایی ناپذیر فضاهای شهری و عملا تحقق شهروندگرایی است ،که تاثیر بسزایی در کیفیت منظر شهری و ارتقای سطح تعاملات اجتماعی فرهنگی و سلامت شهروندان دارد. با توجه به محدویت منابع آبی و نیز منابع فسیلی ، آنچه هدف از این مقاله است شرح اختراعی ست بر پایه انرژی خورشید با عنوان "درخت واره خورشیدی" .
سیستم سازه ایی اختراع، بدین صورت است که بدنه آن با استفاده از میله های مفتولی به شکل شماتیک درختی است که در آن گلدان های طبیعی قرار گرفته است و در اطراف آن لوله های آب با استفاده از روش آبیاری قطره ای به بهترین و بهینه ترین حالت برای گلدانها قرار می گیرد و در بالای آن پنلهای خورشیدی جهت تامین روشنایی و انرژی لازم طرح لحاظ شده است. این اختراع بر پایه جستجوها و نیاز سنجی های میدانی و نیز مطالعات کتابخانه ایی میسر شده است.
-1 مقدمه
امروزه بحث زیبا سازی شهری یکی از عمده مسائل کلان شهرداری ها محسوب می شود .اما این زیبا سازی شهری به دلیل محدودیت آب و منابع از یک سو و نیز تحمیل هزینه های فراوان از سوی دیگر به یک معضل مدیریت شهری تبدیل شده است . بالطبع صرف نظر از توان طبیعی هر سرزمینی ، بسیاری از مدیران شهری برای پاسخگویی به این نیاز و بالابردن جلوه بصری فضای شهری از تزئینات مصنوعی استفاده می کنند. که از آن جمله میتوان به درخت های مصنوعی متشکل از لامپ های متصل به برق شهری اشاره کرد . از جمله مشکلات استفاده ازا این درختها باید به هزینه های بالا تعمیر و نگهداری وهمچنین مصرف زیاد ازانرژی الکتریسیته یا - برق شهری - از یک سو و ناهمگونی با ساختار طبیعی و اکولوژیک شهری اشاره کرد
درختهای تزیینی خورشیدی با تکیه بر انرژی خورشیدی ضمن آنکه هزینه های ساخت ونصب را کاهش داده ، در زمینه انرژی وصرفه جویی درآن نیز از کارایی لازم برخوردار می باشد . تواما نیز میبایست عنوان کرد این گونه از درخت های طراحی شده ،امکان استفاده از صفحات نمایش الکترونیکی و یا بهره مندی از انرژی دریافتی از خورشید برای تامین شارژ دستگاه های عابران را نیز با تکیه بر انرژی خورشیدی محیا میکند.
همچنین در بحث زیبایی طبیعی نیزعلاوه بر آنکه طراحی آن از نمونه های گذشته بسیار زیباتر و شکیلتر است ، از همه مهم تر استفاده از گونه های گیاهی مقاوم و همگون با اقلیم هر شهر در پیکره این درخت می باشد .
-2 خورشید ، منبع نامتناهی انرژی
امروزه سوخت های فسیلی یکی از آلاینده های اصلی محیط زیست شناخته شده اند. طبق تحقیقات انجام شده ساخت و ساز در جهان حتی بیشتر از بخش صنعت ، انرژی مصرف میکند. در ایران % 98 این انرژی از منابع سوخت فسیلی تامین میشود. رشد روز افزون نیاز به انرژی و پایان پذیری منابع سوخت های فسیلی از یک سو و افزایش آلودگی های زیست محیطی از سوی دیگر، محرکی شده است که محققان و سرمایه گذاران در بخش انرژی به سمت مهار و تامین آن از منابع تجدید پذیر جذب شوند. با توجه به پتانسیل بالای تابش در مناطق وسیعی از ایران ، از میان منابع انرژی تجدید پذیر ، انرژی خورشید دارای جذابیت بیشتری است.
بر طبق آخرین مطالعات ، به طور متوسط خورشید در هر ثانیه انرژی معادل "1.1×1020" کیلووات بر ساعت از خود ساطع میکند. از کل رقم انرژی ذکر شده توسط خورشید، تنها میزان %47 آن انرژی به سطح زمین می رسد. این بدان معنی است که با این حال ، زمین در هر ساعت انرژی تابشی در حدود 60 میلیون Btu* دریافت میکند.
با محاسباتی ساده بر پایه آگاهی از میزان سوخت های فسیلی در دل زمین میتوان دریافت که ، انرژی ناشی از سه روز تابش خورشید به زمین معادل است با تمام انرژی ناشی از احتراق کل سوخت های فسیلی در دل زمین و آشکار تر آنکه ، می توان نتیجه گرفت که در اثر تابش خورشید و دریافت آن توسط نیروگاه ها و کلکتور های خورشیدی در عرض چهل روز، می توان انرژی مورد نیاز یک قرن کره زمین را ذخیره نمود.
البته لازم به ذکر است که منبع انرژی خورشید نیز دارای معایبی است که ار آن دسته میتوان به موارد ذیل اشاره کرد :
-1 از جمله مهمترین معایب انرژی الکتریکی خورشیدی می توان به بالا بودن قیمت تکنولوژی آن و پایین بودن راندمان صفحات خورشیدی و متغیر بودن چگالی انرژی خورشیدی در ساعات مختلف روز و فصول مختلف سال اشاره نمود.
-2 زمانی که آسمان ابری یا شرایط بارانی است، می تواند در مقدار نور خورشید که به پانل خورشیدی می رسد تاثیر گذار باشد.
-3 چگونگی تولید انرژی خورشیدی در شب و عملا نیاز به ذخیره آن.
-3 سلول ها و صفحات خورشیدی
سلولهای خورشیدی یا سلولهای فتو الکتریک نام برده میشود و یا سلول فتوولتائیک واژگانیست که بر این تکنولوژی نهاده اند . تکنولوژی که بر پایه پدیده ایی فیزیکی شیمیایی به نام اثر فوتوولتاییک بخشی از انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل میکند.
سلولهای خورشیدی وسایلی هستند که انرژی تابشی نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. پدیده تولید ولتاژ وجریانناشی از این روش را پدیده" فوتوولتایی" مینامند. وقتی نور به سطح این وسایل که از قطعات نیم رسانا تشکیل شده اند،می تابد، باعث آزاد شدن حاملهای بار الکتریکی در آنها میشود و در نتیجه این حاملهای بار میتوانند آزادانه در داخل نیمرسانا ها حرکت کرده و توسط الکترودهایی که در دو طرف سلول تعبیه شده است، جمع آوری و وارد مدار شوند.
رسانندگی این مواد نیم رسانا به طور کلی به دما، شدت تابش، میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد. ازویژگیهای سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد، که جای زیادی اشغال نمیکنند، قسمت متحرک ندارند، بازدهی آنها با تغییرات دمایی محیط تغییر چندانی نمیکند، نسبتاً به سادگی نصب میشوند و به راحتی با سیستمهای به کاررفته در ساختمان جور میشوند. از اشکالات سلولهای خوشیدی میتوان به هزینه تولید زیاد و بازدهی کم آنها که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر میکند، اشاره کرد.
تغییرات دمایی نقش بسزایی بر روی راندمان ونیز توان سلول های خورشیدی دارند. با توجه به اینکه سلول های خورشیدی بر حسب زاویه تابش دارای توان های متفاوتی هستند. در دماهای پایین و نواحی سردسیر، سلول های خورشیدی در مقایسه با مناطق گرمسیر دارای عملکرد بهتری هستند. توان های تولیدی در دماهای پایین به مراتب بیشتر از دماهای بالا خواهد بود
رزونانس پلاسمون سطحی ایجاد شده به کمک نانومیله های جاینشانی شده در سلول های خور شیدی آلی فیلمنازک با توجه به شکل ، اندازه و محل قرار گرفتن نانومیله باعث افزایش جذب نور خورشید میشود لایه فعال در این سلول از مواد آلی به ضخامت 30 نانومتر و دوره تناوب 45 نانومتر انتخاب شده است افزایش جذب 80 درصدی نور خورشید با استفاده از تغییر شعاع سطح مقطع و جنس نانومیلهای با سطح مقطع دایرهای در شعاع 11 / 5 نانومتر و از جنس نقره ایجاد میشود ای نانومیله در وسط لایه فعال و""PEDOT":"PSS جای داده شده است با حضور نانومیله دایرهای و اضافه کردن نانومیله ای با سطح مقطع مستطیلی ، در بهترین حالت از لحاظ اندازه و جنس نانومیله، افزایش جذبی حدود 88 درصد ایجاد میشود این افزایش در طول 29 و عرض 15 نانومتر از جنس نقره رخ میدهد.
-4 جایگاه منظر شهری در ارتباط با نیازهای انسانی
شهر یکی از پدیده های بشری در محیط زیست به منظور اسکان، تأمین معیشت و داشتن روابط اجتماعی و سیاسی، یک واحد فعالیتی، کالبدی و جمعیتی دانست و به عبارت کلی تر شهر عبارت اند از، الحاق یک مکان با مردم ساکن آن
اگرچه زیبایی به عنوان یکی از اصلی ترین و عالی ترین نیازها و گرایش ها فطری انسان، از قدیم الایام همه ی انسان ها را به خویش جلب نموده و همه ی انسان های جویا و طالب آن بوده اند. برای خلق آن جدییت کرده اند. از آن سخن گفته اند، و حتی درباره ی ادراک و مراقبت ادراک آن نیز بحث نموده اند. شهر و زیباسازی آن رابطه ی مستقیمی بر روان و افکار مردم دارد. در شهری که زیبایی و جود نداشته باشد نمی توان زندگی کرد. زیبایی شهر، زیبایی و زیباخواهی روح شهروندان است و ناپاکی، اغتشاش و بی نظمی نشانه ی سرمستی و خودخواهی و سوداگری و تفاخر بر زندگی اهل شهری با چنین ویژگی هاست.
امروزه شهرها تبدیل به موزه هایی شده اند که زیبایی ها را به نمایش گذاشته اند . فضاهای شهری فقط به مسیرعبور ومرور تبدیل شده و کمتر پاسخگو به نیازهای انسان امروزی اند. دراین میان تجدید و احیای فضاهای ارزشمند شهری وخلق فضاهای مطلوب و پاسخگو به نیازهای شهروندی، لزوم خلق مکانی را مطرح می کند که با طراحی خلاقانه اش ، افراد را در تعامل با یکدیگر و جامعه قرار دهد تا به تثبیت جایگاه اجتماعی خود بپردازند. جایی که افراد علاوه بر برخورداری ازفضای مطلوب، احساس قوی از تجربه ی اجتماعی دارند . به یادماندنی بودن، سرزندگی و منحصربه فرد بودن همگی موضوعاتی مهم در منظر شهری هستند و درنهایت فرد با این حس از محیط ، به آن احساس تعلق پیدا می کنند.
حرفه یا دانش طراحی شهری با دغدغه ارتقای کیفیت محیطی عرصه های همگانی و بیرونی، در پی تحقق کیفیتی همه شمول به نام »شهروند گرایی« در محیط شهری است. این کیفیت که از تعلق و گرایش به انسان و شهروندان ساکن در شهر و کانون زیستی حکایت می کند، مهمترین دل مشغولی طراحان شهری و معماران در برخورد با طراحی عرصه های همگانی در طی تاریخ شمرده می شود. یافته ها برای این امر دلالت دارد که بروز کیفیت »شهروند گرایی« در محیط شهری از طریق تحقق مجموع کیفیات محیطی مانند امنیت، حس تعلق، نفوذپذیری، زیبایی، مشارکت مردم، انعطاف پذیری، زمینه گرایی، نمایانی، معنی و حس مکان امکان پذیر است. برای دست یابی به این اهداف طراح باید به عواملی توجه کند:
1. تجمع دوستانه عابر پیاده - حضور عابر پیاده اولین اصل تبدیل یک مسیر به پیاده رو - .
2. ضرورت وجود تراکم های مسکونی و جمعیت ساکن در جذب جمعیت پیاده.
3. برخورداری محور از مقیاس انسانی - ساختمان 2 تا 5 طبقه و پهنای مناسب خیابان.
