تحقیق درباره بررسی کانال ارتباط بی سیم و سیستم های ماهوارهای 22 ص

اختصاصی از یاری فایل تحقیق درباره بررسی کانال ارتباط بی سیم و سیستم های ماهوارهای 22 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

فهرست مطالب:

تاریخچه 2

مقدمه 4

مصارف بی سیم 5

انواع شبکه های بی سیم 5

ایستگاه های ماهواره ای 8

 ماهواره های ارتباطی همزمان 10

ماهواره های مدار کوتاه 14

مقایسه ماهواره و فیبر نوری 16

بررسی کانال ارتباط بی سیم و سیستم های ماهوارهای

تاریخچه

در دهه 1950 و اوایل دهه 1960 مردم سعی کردند تا سیستم ارتباطی از طریق برخورد سیگنالها به بالونهای فلزی ایجاد نمایند. متاسفانه سیگنالهای دریافتی بسیار ضعیف بوده و کاربرد عملی نداشت. سپس نیروی دریایی آمریکا نوعی بالون ثابت را در آسمان یافت (ماه) و سیستمی عملیاتی برای ارتباط دریا به ساحل را به کمک برخورد سیگنالها به آن ایجاد کرد.

استفاده از ماهواره اولین بار توسط دانشمند انگلیسی بنام اتورسی کلارک مطرح شد. لیکن با توجه به محدودیتهای تکنولوژیکی اجرای این ایده تا اوائل دهة 60 میلادی به تعویق افتاد . پرتاب ماهواره موسو م به اکو در سال 1960 میلادی و قرار گرفتن آن در مدار زمین را می‏توان آغاز دوران ارتباطات ماهواره دانست. ماهواره‏های اولیه از مدارهای با ارتفاع کم استفاده می‏کردند و سرعت چرخش این ماهواره‏ها از سرعت چرخش زمین بیشتر بود. در نتیجه امکان ارتباط ایستگاههای زمینی با ماهواره فقط در مدت کمی از روز حدود 100 دقیقه امکان داشت

اولین ماهواره مدار ثابت زمین موسوم به سینکام دوم در سال 1963 به فضا پرتاب شد. این نوع ماهواره‏ها در ارتفاع حدود 40000 کیلومتری سطح زمین و با سرعتی برابر با سرعت زمین این ماهواره‏ها حدود 30 متر و هزینه آنها بالغ بر 2 میلیون دلار بود . تفاوت بین ماهواره مصنوعی و حقیقی این است که ماهواره مصنوعی میتواند سیگنالها را قبل از برگشت تقویت نماید (تغییر از سیستم ساده به سیستم ارتباط قوی).

 بعلت پیچیدگی و بزرگ بودن ایستگاههای زمینی ماهواره‏ها، استفاده از این تکنولوژی در کاربردهای خاص و با هزینه بالا امکان پذیر می‏بود. در اوائل دهة 80 میلادی، با پیشرفت تکنولوژی و استفاده از باندهای KU هزینه آنها کاهش یافت و قطر ایستگاههای زمینی نیز تا حدود 2 متر تقلیل یافت.

ماهواره‌‌های ارتباطی خواص عجیبی داشتند که برای بسیاری از کاربردها جذاب بودند. ماهواره ارتباطی را می‌‌توان مانند تکرارگر مایکروویو در آسمان تصور کرد. حاوی چند ترانسپوندر است که هر کدام از آنها به بخشی از طیف گوش می‌‌دهد سیگنال ورودی را تقویت می‌‌کند سپس آن را با فرکانس دیگری پخش می‌‌نماید تا با سیگنال ورودی تداخل نکند. پرتوهای روبه پایین می‌‌تواند گسترده باشد و سطح وسیعی از زمین را بپوشاند و یا باریک بوده و ناحیه‌‌ای به قطر صدها کیلومتر را پوشش دهد.

اولین تولید تجاری این ایستگاههای زمینی ماهوارا توسط کمپانی تلکام جنرال ارائه گردید. نام عمومی این ایستگاهها، ایستگاه زمینی کوچک یا VSAT نامیده شد.

شبکه VSAT به سه نوع ساختار اشتراکی، نقطه به نقطه و ستاره تقسیم می‏شوند . ساختار ستاره بعنوان متداولترین استاندارد توسط اکثر سازندگان شبکة VSAT ارائه شده است و شامل ایستگاه مرکزی HUB، ترانسپوندر ماهواره و تعدادی پایانه VSAT می‏باشد. این ساختار برای کاربردهای دوطرفه با تعداد پایانه زیاد استفاده می‏گردد. همچنین استفاده از این نوع شبکه با بیش از 100 پایانه در مقایسه با شبکه ‏های زمینی مقرون بصرفه می‏باشد .

مقدمه

محیط بی سیم بصورت گزینه شبکه های قابل رشد ظهور پیدا کرده است . همچنانکه تکنولوژی رشد می نماید ، فرو شندگان محصولات بیشتری با قیمتهای جاذب ارائه می دهند که در عوض تقاضا و فروش را افزایش خواهد داد .همچنانکه تقاضا افزایش می یابد ، محیط بی سیم رشد و بهبود خواهد یافت اصطلاح محیط بی سیم گمراه کننده است زیرا دلالت بر شبکه ای می نماید که

دانلود انتقال برق بدون سیم

اختصاصی از یاری فایل دانلود انتقال برق بدون سیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 2

انتقال برق بدون سیم ،از سطح ماه

یکی از ایده های جدید تولید انرژی، انتقال انرژی خورشیدی از سطح ماه بصورت بی سیم است. اصول اولیه این طرح توسط دکتر دیوید کریسول (Dr. David Criswell) محقق دانشگاه هوستون تگزاس و مدیرمؤسسه Space Systems Operations ارائه شده است. بر اساس این طرح، ابتدا مجموعه ای بسیار وسیع از سلولهای خورشیدی بر سطح ماه (که همیشه به طرف زمین است) قرار داده میشوند تا نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. سپس انرژی الکتریکی حاصله به یک فرستنده مایکروویو ارسال میشود تا به امواج رادیویی در فرکانس 2.5 گیگاهرتز تبدیل شده و از آنجا بوسیله آنتنهای با پهنای بیم (beam) بسیار باریک بطرف زمین ارسال گردد. در سطح زمین این امواج الکترومغناطیسی پر قدرت بوسیله آرایه های بسیار بزرگ (very large array) از آنتنهای مایکروویو دریافت شده و دوباره به انرژی الکتریکی تبدِل میشوند. همچنین بخشی از این امواج توسط ماهواره های مخصوصی که در اطراف کره زمین قرار خواهند گرفت به نقاط دیگر کره زمین که در دید مستقیم ماه نمی باشند منعکس میشوند.

در واقع تبدیل انرژی الکتریکی به امواج الکترومغناطیسی این امکان را میدهد تا انرژی بصورت بی سیم از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل شود و در نقطه مقابل پس از دریافت امواج الکترومغناطیسی با انجام عمل عکس، انرژی ااکتریکی مجدداً تولید گردد (به این روش اصطلاحاً power beaming میگویند). تقریباً اساس تمام سیستمهای انتقال برق بدون سیم بر همین پایه استوار است. البته واضح است که بازدهی چنین سیستمهایی در مقایسه با انتقال برق در خطوط برق بسیار پایین است چون مقدار زیادی از انرژی در تبدیل برق به امواج الکترومغناطیسی و بالعکس تلف میشود و بعلاوه مقداری ازانرژی موجود در امواج نیز در فرایند تشعشع وانتقال در محیط (اتمسفرزمین) به هدر خواهد رفت. بااین وجود، دکتر کریسول در مقالات مختلفی که ارائه کرده ( منجمله مقاله 1 و مقاله 2) بصورت تحلیلی به این مسائل اشاره کرده و با محاسبات مختلف ادعا نموده است که میزان انرژی تولید شده با احتساب تمام این تلفات و مخارجی که صرف ساخت و نصب تجهیزات خواهد شد باز مقرون به صرفه خواهد بود و تنها به کسری از یک سنت برای تولید یک کیلو وات بر ساعت برق خواهد رسید. البته دانشمندان ناسا نیز ایده های مشابهی مثل قرار دادن مجموعه ای از سلولهای خورشیدی و یا حتی صرفاً صفحه های منعکس کننده نور در مدار کره زمین ارائه کرده اند که بحث بر سر اینکه کدام روش مناسبتر است هنوز ادامه دارد.

دانلود آشنائی با شبکه های بی سیم

اختصاصی از یاری فایل دانلود آشنائی با شبکه های بی سیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

آشنائی با شبکه های بی سیم

مقدمه

نیاز روز افزون به پویایی کارها ، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و ...

بواسطه وجود شبکه های بی سیم امکان پذیر شده است.

اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده و اطلاعات مورد نیاز خود را به صورت متحرک در هر لحظه در اختیار داشته باشند شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها ست.

این مقاله دربخش‌های مختلفی ارائه میشود، در بخش حاضر فقط به بیان کلیاتی در رابطه با شبکه‌های بی‌سیم و کابلی پرداخته شده، در بخش‌های بعدی به جزئیات بیشتری در رابطه با شبکه‌های بی‌سیم خواهیم پرداخت.

تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی

شبکه های محلی (LAN ) برای خانه و محیط کار می توانند به دو صورت کابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند . درابتدا این شبکه ها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet طراحی می شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه های بی سیم با تکنولوژی Wi-Fi مواجه هستیم .

در شبکه های کابلی (که در حال حاضر بیشتر با توپولوژی ستاره ای بکار می روند ) بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده (هاب یا سوئیچ ) به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد(طول کابل ازنوع CAT5 نبایستی 100 متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) که تجهیزات بکار رفته از دونوع غیر فعال (Passive ) مانند کابل ، پریز، داکت ، پچ پنل و.......... . و فعال (Active )مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، کارت شبکه و........... هستند .

موسسه مهندسی IEEE استانداردهای 802.3u را برای Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را برای Gigabit Ethernet ( مربوط به کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.

شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point ) می باشد که هر ایستگاه کاری می تواند حداکثر تا فاصله 30 متر ی آن (بدون مانع ) قرار گیرد. شبکه های بی سیم (Wlan ) یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi زیر را بکار می برند:

802.11b که اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است .

802.11a سریعتر اما گرانتر از 802.11b می باشد.

802.11g جدیدترین استاندارد که شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر میباشد.

هر دونوع شبکه های کابلی و بی سیم ادعای برتری بر دیگری را دارند اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.

عوامل مقایسه

در مقایسه شبکه های بی سیم و کابلی می تواند قابلیتهای زیر مورد بررسی قرار گیرد:

نصب و راه اندازی

هزینه

قابلیت اطمینان

کارائی

امنیت

نصب و راه اندازی

در شبکه های کابلی بدلیل آنکه به هر یک از ایستگاههای کاری بایستی از محل سویئچ مربوطه کابل کشیده شود با مسائلی همچون سوارخکاری ، داکت کشی ، نصب پریز و......... مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی که کابل کشی مجدد و .......صورت پذیرد

شبکه های بی سیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرک بالائی را دارا هستند بنابراین تغییرات در محل فیزیکی ایستگاههای کاری به راحتی امکان پذیر می باشد برای راه اندازی آن کافیست که از روشهای زیر بهره برد:

Ad hoc که ارتباط مستقیم یا همتا به همتا (peer to peer ) تجهیزات را با یکدیگر میسر می سازد.

Infrastructure که باعث ارتباط تمامی تجهیزات با دستگاه مرکزی می شود.

بنابراین میتوان دریافت که نصب و را ه اندازی شبکه های کابلی یا تغییرات در آن بسیار مشکلتر نسبت به مورد مشابه یعنی شبکه های بی سیم است .

هزینه

تجهیزاتی همچون هاب ، سوئیچ یا کابل شبکه نسبت به مورد های مشابه در شبکه های بی سیم ارزانتر می باشد اما درنظر گرفتن هزینه های نصب و تغییرات احتمالی محیطی نیز قابل توجه است .

قابل به ذکر است که با رشد روز افزون شبکه های بی سیم ، قیمت آن نیز در حال کاهش است .

قابلیت اطمینان

تجهیزات کابلی بسیار قابل اعتماد میباشند که دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین می باشد فقط بایستی در موقع نصب و یا جابجائی ، اتصالات با دقت کنترل شوند.

تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدن‌های پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکه‌های بی‌سیم مجاور و ... را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .

کارائی

شبکه های کابلی دارای بالاترین کارائی هستند در ابتدا پهنای باند 10 Mbps سپس به پهنای باندهای بالاتر( 100 Mbps و 1000Mbps ) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچهائی با پهنای باند 1Gbps نیز ارائه شده است .

شبکه های بی سیم با استاندارد 802.11b حداکثر پهنای باند 11Mbps و با 802.11a و 802.11g پهنای باند 54 Mbps را پشتیبانی می کنند حتی در تکنولوژیهای جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به 108Mbps نیز افزایش داده شده است علاوه بر این کارائی Wi-Fi نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداکثر کارائی با افزایش فاصله نسبت به َAccess Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه هائی که نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای کاری (Client to Server ) دارند کافی نیست .

امنیت

تحقیق درباره آشنائی با شبکه های بی سیم

اختصاصی از یاری فایل تحقیق درباره آشنائی با شبکه های بی سیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

آشنائی با شبکه های بی سیم

مقدمه

نیاز روز افزون به پویایی کارها ، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و ...

بواسطه وجود شبکه های بی سیم امکان پذیر شده است.

اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده و اطلاعات مورد نیاز خود را به صورت متحرک در هر لحظه در اختیار داشته باشند شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها ست.

این مقاله دربخش‌های مختلفی ارائه میشود، در بخش حاضر فقط به بیان کلیاتی در رابطه با شبکه‌های بی‌سیم و کابلی پرداخته شده، در بخش‌های بعدی به جزئیات بیشتری در رابطه با شبکه‌های بی‌سیم خواهیم پرداخت.

تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی

شبکه های محلی (LAN ) برای خانه و محیط کار می توانند به دو صورت کابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند . درابتدا این شبکه ها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet طراحی می شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه های بی سیم با تکنولوژی Wi-Fi مواجه هستیم .

در شبکه های کابلی (که در حال حاضر بیشتر با توپولوژی ستاره ای بکار می روند ) بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده (هاب یا سوئیچ ) به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد(طول کابل ازنوع CAT5 نبایستی 100 متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) که تجهیزات بکار رفته از دونوع غیر فعال (Passive ) مانند کابل ، پریز، داکت ، پچ پنل و.......... . و فعال (Active )مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، کارت شبکه و........... هستند .

موسسه مهندسی IEEE استانداردهای 802.3u را برای Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را برای Gigabit Ethernet ( مربوط به کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.

شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point ) می باشد که هر ایستگاه کاری می تواند حداکثر تا فاصله 30 متر ی آن (بدون مانع ) قرار گیرد. شبکه های بی سیم (Wlan ) یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi زیر را بکار می برند:

802.11b که اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است .

802.11a سریعتر اما گرانتر از 802.11b می باشد.

802.11g جدیدترین استاندارد که شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر میباشد.

هر دونوع شبکه های کابلی و بی سیم ادعای برتری بر دیگری را دارند اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.

عوامل مقایسه

در مقایسه شبکه های بی سیم و کابلی می تواند قابلیتهای زیر مورد بررسی قرار گیرد:

نصب و راه اندازی

هزینه

قابلیت اطمینان

کارائی

امنیت

نصب و راه اندازی

در شبکه های کابلی بدلیل آنکه به هر یک از ایستگاههای کاری بایستی از محل سویئچ مربوطه کابل کشیده شود با مسائلی همچون سوارخکاری ، داکت کشی ، نصب پریز و......... مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی که کابل کشی مجدد و .......صورت پذیرد

شبکه های بی سیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرک بالائی را دارا هستند بنابراین تغییرات در محل فیزیکی ایستگاههای کاری به راحتی امکان پذیر می باشد برای راه اندازی آن کافیست که از روشهای زیر بهره برد:

Ad hoc که ارتباط مستقیم یا همتا به همتا (peer to peer ) تجهیزات را با یکدیگر میسر می سازد.

Infrastructure که باعث ارتباط تمامی تجهیزات با دستگاه مرکزی می شود.

بنابراین میتوان دریافت که نصب و را ه اندازی شبکه های کابلی یا تغییرات در آن بسیار مشکلتر نسبت به مورد مشابه یعنی شبکه های بی سیم است .

هزینه

تجهیزاتی همچون هاب ، سوئیچ یا کابل شبکه نسبت به مورد های مشابه در شبکه های بی سیم ارزانتر می باشد اما درنظر گرفتن هزینه های نصب و تغییرات احتمالی محیطی نیز قابل توجه است .

قابل به ذکر است که با رشد روز افزون شبکه های بی سیم ، قیمت آن نیز در حال کاهش است .

قابلیت اطمینان

تجهیزات کابلی بسیار قابل اعتماد میباشند که دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین می باشد فقط بایستی در موقع نصب و یا جابجائی ، اتصالات با دقت کنترل شوند.

تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدن‌های پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکه‌های بی‌سیم مجاور و ... را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .

کارائی

شبکه های کابلی دارای بالاترین کارائی هستند در ابتدا پهنای باند 10 Mbps سپس به پهنای باندهای بالاتر( 100 Mbps و 1000Mbps ) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچهائی با پهنای باند 1Gbps نیز ارائه شده است .

شبکه های بی سیم با استاندارد 802.11b حداکثر پهنای باند 11Mbps و با 802.11a و 802.11g پهنای باند 54 Mbps را پشتیبانی می کنند حتی در تکنولوژیهای جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به 108Mbps نیز افزایش داده شده است علاوه بر این کارائی Wi-Fi نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداکثر کارائی با افزایش فاصله نسبت به َAccess Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه هائی که نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای کاری (Client to Server ) دارند کافی نیست .

امنیت

تحقیق درباره کاربرد ابررسانا در سیم و کابل

اختصاصی از یاری فایل تحقیق درباره کاربرد ابررسانا در سیم و کابل دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

کاربرد ابررسانا در سیم و کابلکشف متحول کننده ابررساناهای دما بالا در سال ۱۹۸۶ منجر به تحول و تولید نوع جدیدی از کابلها در سیستمهای قدرت شد. در ایالات متحده، اروپا و ژاپن رقابت سختی بر روی تجارت تولید آینده کابلهای ابررسانائی وجود دارد. قابلیت هدایت جریان برق در کابلهای HTSبالغ بر ۱۰۰ بار بیشتر از هادیهای آلومینیومی و مسی متداول می‌باشد. اندازه، وزن و مقاومت این نوع کابلها از کابلهای معمولی بهتر بوده و امروزه تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی در سراسر دنیا سعی دارند با استفاده از تکنولوژی HTS باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش ظرفیت و قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت شوند.● کاربرد ابررسانا در ترانسفورماتورهااستفاده از مواد ابررسانا در سیم‌بندی ترانسفورماتورها باعث ۵۰% کاهش در تلفات، وزن و ابعاد ترانسفورماتور نسبت به انواع متداول ترانسفورماتورهای روغنی شده و به علاوه تأثیر قابل توجهی نیز در افزایش بازده، کاهش افت ولتاژ و افزایش ظرفیت اضافه بار ترانسفورماتور دارد. استفاده از ترانسفورماتورهای ابررسانا با توجه به حجم کم و عدم استفاده از روغن برای خنک‌سازی، نقش قابل ملاحظه‌ای در بهبود فضای شهری و کاهش هزینه‌های زیست محیطی خواهد داشت.● کاربرد ابررسانا در موتورها و ژنراتورهادرصورت استفاده از سیمهای ابررسانا به جای سیمهای مسی در روتور ماشینهای القایی، تلفات، حجم، وزن و قیمت آنها کاهش قابل ملاحظه‌ای خواهد داشت و با افزایش بازده، صرفه‌جویی قابل توجهی در انرژی الکتریکی صورت می‌گیرد. کویل ژنراتورهای سنکرون نیز با مواد ابررسانای سرامیکی قابل ساخت می‌باشد که منجر به افزایش قابل توجهی در بازده ژنراتور خواهد شد. به علاوه تکنولوژی ابررسانا امروزه در ساخت کندانسورهای سنکرون نیز کاربرد دارد. کندانسورهای ابررسانا دارای بازده بیشتر، هزینه نگهداری کمتر و قابلیت انعطاف بهتری هستند.● کاربرد ابررسانا در ذخیره سازهای مغناطیسیدر سیستم قدرت بین قدرتهای الکتریکی تولیدی و مصرفی تعادل لحظه‌ای برقرار است و هیچگونه ذخیره انرژی در آن صورت نمی‌گیرد. بنابراین تولید شبکه ناچار به تبعیت از منحنی مصرف است که غیر اقتصادی می‌باشد. ابرسانای ذخیره کننده انرژی مغناطیسی (SMES) وسیله‌ای است که برای ذخیره کردن انرژی، بهبود پایداری سیستم قدرت و کم کردن نوسانات قابل استفاده می‌باشد. این انرژی توسط میدان مغناطیسی که توسط جریان مستقیم ایجاد می‌شود ذخیره می‌شود. ابرسانای ذخیره کننده انرژی مغناطیسی هزاران بار قابلیت شارژ و دشارژ دارد بدون اینکه تغییری در خواص مغناطیس آن ایجاد شود. ویژگی ابر رسانایی سیم پیچ نیز موجب می‌شود که راندمان رفت و برگشت فرایند ذخیره انرژی بسیار بالا و در حدود ۹۵% باشد.اولین نظریه‌ها در مورد این سیستم در سال ۱۹۶۹ توسط فریه مطرح شد. وی طرح ساخت سیم‌پیچ مارپیچی بزرگی را که توانایی ذخیره انرژی روزانه برای تمامی فرانسه را داشت ارائه کرد که به خاطر هزینه ساخت بسیار زیاد آن پیگیری نشد. در سال ۱۹۷۱ تحقیقات در آمریکا در دانشگاه ویسکانسین برای فهمیدن بحثهای بنیادی اثر متقابل بین انرژی ذخیره شده و سیستم‌های چند فاز به ساخت اولین دستگاه انجامید. شرکت هیتاچی در سال ۱۹۸۶ یک دستگاه SMES به ظرفیت ۵ مگاژول را آزمایش کرد. در سال ۱۹۹۸ نیز ذخیره‌ساز ۳۶۰ مگاژول توسط شرکت ایستک در ژاپن ساخته شد. علاوه بر ذخیره‌سازی انرژی به منظور تراز منحنی مصرف و افزایش ضریب بار، سیستم‌های مورد اشاره با اهداف دیگری نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند.بروز اغتشاشهای مختلف در شبکه قدرت از جمله تغییرات ناگهانی بار، قطع و وصل خطوط انتقال و … به عدم تعادل سیستم می‌انجامد. در این شرایط انرژی جنبشی محور ژنراتورهای سنکرون مجبور به تأمین افزایش انرژی ناشی از اختلال هستند و درصورت حفظ پایداری دینامیکی، حلقه‌های کنترل سیستم فعال شده و تعادل را برقرار می‌سازند. این روند، نوسان متغیرهای مختلف مانند فرکانس، توان الکتریکی روی خطوط و… را موجب می‌شود که مشکلات مختلفی را در بهره برداری از سیستم قدرت به دنبال دارد. اما اگر در سیستم مقداری انرژی ذخیره شده باشد، با مبادله سریع آن با شبکه در مواقع مورد نیاز می‌توان مشکلات فوق را کاهش داد. با توجه به اینکه در این سیستم انرژی از صورت الکتریکی به صورت مغناطیسی و یا بر عکس تبدیل می‌شود، ذخیره‌ساز ابررسانایی دارای پاسخ دینامیکی سریع می‌باشد و بنابراین می‌تواند در جهت بهبود عملکرد دینامیکی نیز به کار رود.معمولاً واحدهای ابررسانایی ذخیره انرژی را در دو مقیاس ظرفیت بالا یعنی حدود ۱۸۰۰ مگاژول برای تراز منحنی مصرف، و ظرفیت پایین (چندین مگا ژول) به منظور افزایش میرایی نوسانات و بهبود پایداری سیستم می‌سازند. سیم پیچ ابررسانا از طریق مبدل به سیستم قدرت متصل و شارژ می‌شود و با کنترل زاویه آتش تریسیتورها ولتاژ DC دو سر سیم پیچ ابررسانا به طور پیوسته در بازهٔ وسیعی از مقادیر ولتاژهای مثبت ومنفی قابل کنترل است. ورودی ذخیره‌ساز انرژی می‌تواند تغییرات ولتاژ شبکه، تغییر فرکانس شبکه، تغییر سرعت ماشین سنکرون و… باشد و خروجی نیز توان دریافتی خواهد بود. مهم ترین قابلیت SMESجداسازی و استقلال تولید از مصرف است که این امر مزایای متعددی از قبیل بهره برداری اقتصادی، بهبود عملکرد دینامیکی و کاهش آلودگی را به دنبال دارد. در کابرد AC جریان الکتریکی هنوز تلفات دارد اما این تلفات می‌تواند با طراحی مناسب کاهش پیدا کند. برای هر دوحالت کاری AC وDC انرژی زیادی قابل ذخیره‌سازی است. بهترین دمای عملکرد برای دستگاههای مورد اشاره نیز ۵۰ تا ۷۷ درجه کلوین است.● کاربرد ابررسانا در محدودسازهای جریان خطاعلاوه بر موارد گفته شده، محدودسازهای ابررسانائی جریان خطا یا SFCL نیز رده تازه‌ای از وسایل حفاظتی سیستم قدرت را ارائه می‌کنند که قادرند شبکه را از اضافه جریانهای خطرناکی که باعث قطعی پر هزینه برق و خسارت به قطعات حساس سیستم می‌شوند حفاظت نمایند. اتصال کوتاه یکی از خطاهای مهم در سیستم قدرت است که در زمان وقوع، جریان خطا تا بیشتر از ۱۰ برابر جریان نامی افزایش می‌یابد و با رشد و گسترش شبکه‌های برق، به قدرت اتصال کوتاه شبکه نیز افزوده می‌شود. تولید جریانهای خطای بزرگتر، ازدیاد گرمای حاصله ناشی از عبور جریان القائی زیاد در ژنراتورها، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات و همچنین کاهش قابلیت اطمینان شبکه را در پی دارد. لذا عبور چنین جریانی از شبکه احتیاج به تجهیزاتی دارد که توانایی تحمل این جریان را داشته باشند و جهت قطع این جریان نیازمند کلیدهایی با قدرت قطع بالا هستیم که هزینه‌های سنگینی به سیستم تحمیل می‌کند.اما اگر به روشی بتوان پس از آشکارسازی خطا، جریان را محدود نمود، از نظر فنی و اقتصادی صرفه‌جویی قابل توجهی صورت می‌گیرد. انواع مختلفی از محدود کننده‌های خطا تا به حال برای شبکه‌های توزیع و انتقال معرفی شده‌اند که ساده‌ترین آنها فیوزهای معمولی است که البته پس از هر بار وقوع اتصال کوتاه باید تعویض شوند. از آنجاییکه جریان اتصال کوتاه در لحظات اولیه به خصوص در پریود اول موج جریان، دارای بیشترین دامنه است و بیشترین اثرات مخرب از همین سیکل‌های اولیه ناشی می‌شود باید محدودسازهای جریان خطا بلافاصله بعد از وقوع خطا در مدار قرار گیرند. محدودکننده‌های جریان اتصال کوتاه طراحی شده در دهه‌های اخیر، عناصری سری با تجهیزات شبکه هستند و وظیفه دارند جریان اتصال کوتاه مدار را قبل از رسیدن به مقدار حداکثر خود محدود نمایند به طوری که توسط کلیدهای قدرت موجود قابل قطع باشند.این تجهیزات در حالت عادی، مقاومت کمی در برابر عبور جریان از خود نشان می‌دهند ولی پس از وقوع اتصال کوتاه و در لحظات اولیه شروع جریان، مقاومت آنها یکباره بزرگ شده و از بالا رفتن جریان اتصال کوتاه جلوگیری می‌کنند. این تجهیزات پس از هر بار عملکرد باید قابل بازیابی بوده و در حالت ماندگار سیستم، باعث ایجاد اضافه ولتاژ و یا تزریق هارمونیک به سیستم نگردند. محدودسازهای اولیه با استفاده از کلیدهای مکانیکی امپدانسی را در زمان خطا در مسیر جریان قرار می‌دادند. با ورود ادوات الکترونیک قدرت کلیدهای تریستوری برای این موضوع مورد استفاده قرار گرفتند و مدارهای متعددی از جمله مدارهای امپدانس تشدید و ابررسانا، ارائه گردیده است. محدودکننده‌های ابررسانا در شرایط بهره‌برداری عادی سیستم یک سیم‌پیچ با خاصیت ابررسانایی بوده (مقاومت و افت ولتاژ کمی را باعث می‌شود) ولی به محض وقوع اتصال کوتاه و افزایش جریان از یک حد معینی (جریان بحرانی) سیم‌پیچ مربوط مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد و به همین دلیل جریان خطا کاهش می‌یابد. عمل فوق در زمان کوتاهی انجام می‌پذیرد و نیاز به سیستم کشف خطا نمی‌باشد. برآورد اولیه بخش ابر رسانائی EPRI نشان می‌دهد که استفاده از محدودسازهای ابررسانائی جریان یک بازار فروش با درآمد حدود ۳ تا ۷ میلیارد دلار در ۱۵ سال آینده به وجود خواهد آورد.● سوئیچهای ابررسانابا تغییر در شدت میدان مغناطیسی، امکان تغییر در وضعیت جسم ابررسانا از ابررسانایی به مقاومتی و برعکس امکانپذیر است. بنابراین از مواد ابررسانا جهت انجام سوئیچینگ یا کلیدزنی نیز می‌توان بهره گرفت. تحقیقات اولیه در این زمینه از اواخر دهه ۱۹۵۰ میلادی آغاز شد و کوششهایی برای استفاده از سوئیچهای ابررسانا در مدارها و حافظه کامپیوترهای بزرگ صورت گرفت. باک در سال ۱۹۵۶ مداری با نام کرایوترون شامل یک سیم‌پیچ نیوبیوم با دمای بحرانی ۳/۹ درجه کلوین و هسته‌ای از سیم تانتالوم با دمای بحرانی ۴/۴ درجه کلوین معرفی نمود که با توجه دمای ۲/۴ درجه کلوین هلیوم مایع، امکان تغییر وضعیت سیم تانتالوم در اثر ایجاد جریان الکتریکی و درنتیجه میدان مغناطیسی در سیم‌پیچ نیبیوم وجود داشت. با توسعه دانش نیمه‌هادی، توجه به سوئیچهای ابررسانا کاهش یافت اما حجم و تلفات کمتر، و سرعت بالاتر تراشه‌های ابررسانا نسبت به تراشه‌های نیمه‌هادی، استفاده از سلولهای کرایوترونی و جایگزینی ابررسانا به جای مدارهای مسی را برای ساخت ابرکامپیوترهای بسیار سریع و کم تلفات، حتی با وجود پیشرفتهای صنعت نیمه‌هادی توجیه‌پذیر می‌سازد. علاوه بر سلولهای کرایوترونی که با سرعت ۱/۰ میکروثانیه در ساخت حافظه و تراشه‌های الکترونیک قابل استفاده است، از اتصالات جوزفسون که مبنای عملکرد آنها، اثر تونل‌زنی است نیز برای ساخت سوئیچهای بسیار سریع و با سرعت ۱/۰ نانوثانیه (فرکانس ۱۰ گیگاهرتز) استفاده شده اما درمورد تکنولوژی ساخت آنها به تعداد زیاد، پژوهشها ادامه دارد.● ابررساناها و ژنراتورهای هیدرودینامیک مغناطیسیژنراتورهای هیدرودینامیک مغناطیسی: اصول کلی ژنراتورهای هیدرودینامیک مغناطیسی (MHD) که از سال ۱۹۵۹ پژوهشهایی برای تولید برق به وسیله آنها شروع شده و هنوز ادامه دارد، بر این اساس است که جریان گاز پلاسما (بسیار داغ) یا فلز مذاب از میان میدان مغناطیسی قوی عبور داده می‌شود. با عبور گاز داغ یا فلز مذاب، در اثر میدان مغناطیسی بسیار قوی موجود، یونهای مثبت و منفی به سمت الکترودهایی که در بالا و پایین جریان گاز پلاسما یا فاز مذاب قرار دارند، جذب می‌شوند و مانند یک ژنراتور جریان مستقیم، تولید الکتریسیته را باعث می‌شوند. قدرت الکتریکی این ژنراتور جریان مستقیم با اینورترهای الکترونیک قدرت، به برق جریان متناوب تبدیل و به شبکه متصل می‌شود. با توجه به هزینه بالای تولید الکتریسیته در ژنراتورهای MHD، استفاده از آنها تنها به منظور یکنواختی منحنی مصرف در زمانهای پرباری شبکه مفید است. سیم‌پیچهای بزرگ ابررسانا که از مواد ابررسانای متعارف مانند آلیاژ نیوبیوم تیتانیوم ساخته شده‌اند برای تولید میدانهای مغناطیسی بسیار قوی مناسب و قابل استفاده است. اگر فاصله دو الکترود ۱/۰ متر، سرعت یونها ۴۰۰ متر بر ثانیه و میدان مغناطیسی ۵ تسلا باشد، ولتاژ خروجی ۲۰۰ ولت خواهد بود و در طول کانال ۶ متری و با قطر یک متر، ۴۰ مگاوات انرژی قابل تولید است. مزیت اصلی ژنرتورهای MHD وزن نسبتاً کم آنها در مقایسه با ژنراتورهای متعارف است که استقبال از کاربرد آنها را در صنایع هوایی و دریایی موجب شده است.منبع:

www.hts.blogfa.com کانون دانش