در اين طرح اختراعي طراحي و ساخت آسفالتي با توان توليد انرژي الكتريكي كه هم نيازهاي الكتريكي و هم نيازهاي روسازي را پاسخ مي دهد صورت گرفته است. طراحي اين نوع آسفالت نيازمند داشتن دانش كافي در زمينه هاي راه و راهسازي، حوزه الكترونيك، شيمي و محيط زيست مي باشد. با توجه به نيازهاي جامعه بشري در تامين انرژي و همچنين داشتن راه هاي پايدار، چالش هاي مهمي در پيش رو قرار دارد كه بايد به شكل اساسي مورد بررسي قرار گيرد. بنابراين در اين طرح تلاش در جهت رفع اين مشكلات انجام شده است. عمده هدف طرح، طراحي ساختاري جديد براي روسازي آسفالتي با استفاده از سلول هاي خورشيدي براي جذب و ذخيره انرژي خورشيد و تبديل آن به انرژي الكتريكي و روسازي جديد ضد لغزش و زهكش به طوري كه سطح قابل قبولي را براي عبور و مرور وسايل نقليه نيز فراهم آورد. سيستم ارائه شده از دوبخش سازه اي و بخش خورشيدي ساخته شده است. بخش سازه آسفالتي آن طراحي آسفالت هاي مرسوم مي باشد كه برروي آن روسازي الكترونيكي قرار مي گيرد كه اين روسازي مجهز به سلول هاي خورشيدي ست كه درون روسازي قرار گرفته اند و اتصالات آن بر پشت روسازي طراحي شده چاپ شده است كه انتقالات انرژي الكتريكي را انجام ميدهد. يك لايه محافظ نيز برروي ساختار الكترونيكي قرار مي گيرد تا سيستم زيرين را از اثرات نامطلوب مصون دارد. در نهايت از اين آسفالت خورشيدي براي تامين انرژي الكتريكي مسيرهاي حمل و نقلي و همچنين براي پاسخگويي به نيازهاي روسازي آسفالتي استفاده مي شود.

طرح اختراعي حاضر، طراحي روش و دستيابي به نقطه بهينه در لايه نشاني لايه انتقال دهنده حفره پلي (3 و 4- اتيلن دي اكسي تيوفن): پلي استايرن سولفونات (PEDOT:PSS) برروي اينديوم قلع اكسايد (ITO) در سلول هاي خورشيدي پليمري مي باشد. در اين روش اثر حلال بر كاهش مقاومت لايه پليمري نشانده شده بر روي آند در ساخت سلول خورشيدي پليمري، اثر حرارت دهي بعد از حذف PSS به جهت افزايش رسانش و همچنين سرعت هاي مختلف لايه نشاني مورد بررسي قرار گرفت. تكنيك دستيابي به نقطه بهينه، لايه نشاني چرخشي در سرعت هاي 2500، 3500 و 4500 دور بر دقيقه و فرآيند دمادهي (Annealning) در دماهاي مختلف 80، 100 و 120 درجه سانتيگراد مي باشد. با استفاده از مقاومت سنج و بررسي مورفولوژي سطحي با استفاده از روش ميكروسكوپ روبشي الكتروني SEM، نقطه بهينه لايه نشاني استخراج شد كه معادل سرعت 3500 دور بر دقيقه و شرايط حرارت دهي 120 درجه سانتيگراد مي باشد. كاربرد اصلي طرح اختراعي حاضر در ساخت سلول خورشيدي پليمري مي باشد كه بهينه سازي تك تك لايه ها، درنهايت مي تواند به افزايش بازده تبديل انرژي منجر گردد.

عنوان طرح اختراعي حاضر، طراحي و ساخت نسل جديد سلول خورشيدي پليمري با استفاده از رنگدانه آلي پايه آميني مي باشد. اين طرح روشي نوين در طراحي و ساخت سلول هاي خورشيدي پليمري را ارائه مي دهد كه بر مبناي آن بهبود عملكرد تبديل انرژي در يك سلول خورشيدي پليمري مشاهده مي گردد. زمينه فني اختراع مربوطه به حوزه هاي مختلف از جمله شيمي، فيزيك، مهندسي مواد، مباحث مرتبط با انرژي و محيط زيست مربوط مي شود. سلول خورشيدي دستگاهي ست كه قابليت تبديل نور خورشيد به جريان الكتريسيته را دارا مي باشد. انواع مختلفي از سلول هاي خورشيدي طي سالهاي اخير توسعه داده شده اند كه از ميان آنها مي توان به سلول هاي حساس شده به رنگدانه، سلول هاي سيليكوني و لايه نازك، سلول هاي حساس شده به نقاط كوانتومي، سلول هاي خورشيدي پليمري و ... اشاره نمود. سلول خورشيدي پليمري به دليل مزاياي فراوان آن مانند سبك وزن بودن، قابليت ساخت به صورت انعطاف پذير، توليد آسان، فرآيند پذيري در حالت محلول و موارد مشابه ديگر، بسيار مورد توجه مي باشد. اين سلول ها از چينش لايه هاي مختلف برروي هم توليد مي گردند. لايه هاي مختلف آنها شامل آند، لايه انتقال دهنده حفره، لايه فعال، لايه انتقال دهنده الكترون و كاتد هستند. لايه هاي انتقال دهنده حفره و لايه انتقال دهنده الكترون با توجه به طراحي درنظرگرفته شده براي هر سلول خورشيدي پليمري خاص، مي توانند طي فرآيند ساخت حذف گردند. لايه فعال بخش جاذب نور بوده كه توليد اكسايتون (جفت الكترون-حفره) را برعهده دارد. جدايش بار الكتريكي در فصل مشترك لايه فعال رخ مي دهد. الكترون ها به سمت كاتد و حفرات به سمت آند مي روند. از اينرو طراحي و تغيير در لايه فعال منجر به تغيير در عملكرد سلول خورشيدي مي گردد. در طرح اختراعي حاضر، ساخت لايه فعال جديد براي سلول خورشيدي پليمري صورت گرفته است. يعني علاوه بر تركيب الكترون دهنده تيوفني و تركيب الكترون پذيرنده فولرني، از رنگدانه آلي پايه آميني به عنوان تركيب الكترون دهنده ثانويه استفاده مي گردد. اين تركيب افزايش توليد اكسايتون (جفت الكترون –حفره) و تغيير در سطح انرژي لايه فعال را به همراه دارد كه منجر به تغيير در ولتاژ مدارباز سلول خورشيدي مي گردد. بنابراين درمجموع عملكرد سلول خورشيدي پليمري را بهبود مي بخشد. تكنيك ساخت سلول خورشيدي با استفاده از دستگاه لايه نشان چرخشي بوده و براي ساخت الكترود كاتد آن از روش لايه نشاني تبخير فيزيكي استفاده مي شود. الكترود آند آن نيز شيشه پوشيده شده با اينديوم قلع اكسايد است. اين طراحي ساختار جديد مي تواند، بازده سلول خورشيدي پليمري را تا 3 برابر نمونه اوليه افزايش دهد. حلال بكار برده شده در اين طرح، حلال كلرو بنزن مي باشد كه تركيبات پليمري در اين حلال، قابل حل بوده و به راحتي لايه نشاني مي گردند. همچنين در ساخت سلول خورشيدي اختراعي، از جو نيتروژن استفاده نشده است و تمامي فرآيند ساخت در دماي اتاق و جو نرمال صورت پذيرفته است. اختراع حاضر مي تواند به صورت انبوه و به شكل صنعتي توليد گردد و براي توليد آن از دستگاه ها و تكنولوژي هاي معمول ساخت سلول خورشيدي پليمري مانند تكنولوژي پرينتينگ استفاده مي شود. سلول خورشيدي ساخته شده به اين روش مي تواند براي تامين انرژي الكتريكي منازل، كارخانجات، وسايل الكترونيكي سيار مانند تلفن همراه و لپ تاپ استفاده گردد. كاربرد پيشرفته اين سلول ها، در سفينه هاي فضايي بوده و همچنين مي توان نيروگاه هاي خورشيدي را برپايه اين سلول خورشيدي طراحي نمود.

در اين طرح اختراعي طراحي و ساخت سرعت گير خورشيدي از جنس پلكسي آكريليك با توان توليد انرژي الكتريكي كه هم نيازهاي الكتريكي و هم نيازهاي حمل و نقلي را پاسخ مي دهد صورت گرفته است. طراحي اين نوع سرعت گير نيازمند داشتن دانش كافي در زمينه هاي راه و ترابري، حوزه الكترونيك، شيمي و محيط زيست مي باشد. در اين طرح اختراعي به بررسي چالش هاي مهم زير پرداخته شده است : • چالش مرتبط با منابع محدود انرژي فسيلي و تهديد هاي محيط زيستي ناشي از مصرف آن ها • چالش مرتبط با مبحث تعمير و نگهداري معابر و روسازي ها و هزينه هاي هنگفت آن ها • جلوگيري از هدر رفت انرژي پاك خورشيدي • توجه به پتانسيل كشور ايران در ميزان استفاده از انرژي تجديد پذير و پاك خورشيدي سيستم ارائه شده از دو بخش عمده تشكيل شده است: 1. قسمت سازه سرعت گير 2. قسمت الكتريكي و الكترونيكي سرعت گير بخش سازه خود از چند لايه مختلف تشكيل شده كه عبارتند از: • لايه نوار اورينگ لاستيكي در سطح فوقاني سرعت گير • بدنه اصلي سرعت گير با استفاده از طراحي بر روي صفحات پلكسي آكريليك • لايه لاستيكي مقاوم در قسمت تحتاني سرعت گير • لايه آسفالتي جهت تحمل بار وارده از سطح بخش الكتريكي و الكترونيكي نيز از المان هاي زير تشكيل مي گردد: • سلول خورشيدي • مدار شارژر • باتري ليتيوم پليمر • LED هاي پر نور متصل به مدار چشمك زن در نهايت از اين سرعت گير خورشيدي براي تامين انرژي الكتريكي جهت مصارفي چون روشنايي معابر، انرژي الكتريكي مورد نياز تجهيزات كنترل ترافيك، انرژي الكتريكي تجهزات نگهداري زمستانه و غيره استفاده مي شود.

اين اختراع با عنوان طراحي و ساخت نسل جديد سرعت گير مولد انرژي هيبريدي HEGSB در حوزه انرژي، مهندسي عمران، ايمني و محيط زيست مي باشد. با توجه به محدوديت منابع سوخت فسيلي و زيان بار بودن استفاده غير اصولي اينگونه سوخت ها براي سلامت انسان ها و محيط زيست، تحقيقات و كاربردهاي انرژي هاي تجديد پذير در مجامع صنعتي و علمي از اهميت ويژه اي برخوردار گشته است. اين اختراع با عنوان سرعت گير HEGSB، قابليت دريافت همزمان انرژي از دو منبع تجديد پذير انرژي تابشي خورشيد و انرژي حركتي و جنبشي ناشي از حركت وسايل نقليه و تبديل آن ها به انرژي الكتريكي و ذخيره سازي آن را دارد كه مي توان انرژي ذخيره شده را در مواردي نظير نقاط پر خطر و بحراني به خصوص اگر اين نقاط از شبكه انتقال و توزيع نيرو فاصله داشته باشند، تقاطع هاي پر تردد، ابتداي ورودي تونل ها و غيره مورد استفاده قرار داد. در اين طرح اختراعي به بررسي چالش هاي مهم زير پرداخته شده است : • چالش مرتبط با منابع محدود انرژي فسيلي و تهديد هاي محيط زيستي ناشي از مصرف آن ها • چالش مرتبط با حوزه حمل و نقل و بخصوص مبحث ايمني در ترافيك و همشمند سازي سيستم حمل و نقل • چالش مرتبط با حوزه راه و ترابري و بخصوص مبحث تعمير و نگهداري معابر و روسازي ها • چالش مرتبط با حوزه برق و مباحث و مشكلات مرتبط با امر انتقال انرژي الكتريكي • جلوگيري از هدر رفت منابع تجديد پذير و پاك نظير انرژي خورشيدي و انرژي جنبشي (گرانشي) • توجه به پتانسيل موجود در منابع انرژي تجديد پذير در كشور ايران طرح اختراعي سرعت گير HEGSB از دو بخش اصلي تشكيل شده است: 1. بخش سازه سرعت گير: اجزاي اين قسمت به طور كلي از 3 لايه تشكيل شده اند كه شامل: ◄ سرعت گير پلكسي اكريليك شفاف خورشيدي در سطح فوقاني سازه ◄ 3 صفحه لاستيكي به ضخامت 10 سانتيمتر در قسمت مياني سازه ◄ لايه آسفالتي جهت تحمل بار وارده از سطح 2. بخش الكتريكي و الكترونيكي سرعت گير: المان هاي الكترونيكي مورد استفاده در قسمت الكتريكي و الكترونيكي سرعت گير شامل: ◄ سلول خورشيدي ◄ صفحات پيزوالكتريك ◄ بورد الكترونيكي HRESBB ◄ LED هاي پر نور چشمك زن اين سرعت گير با هدف كاربرد در نقاط پرخطر و بحراني جاده به منظور بالابردن سطح ايمني راه ها طراحي شده است. همچنين كاربرد مهم ديگر آن مي تواند در جاده ها با هدف تامين انرژي الكتريكي موردنياز اطراف جاده باشد.

طرح اختراعي حاضر، با عنوان بهبود عملكرد سلول خورشيدي پليمري با تغيير شكل در الكترود كاتد، روشي در بهبود عملكرد سلول خورشيدي پليمري را ارائه مي¬دهد. مشكل اصلي در سلول خورشيدي پليمري بازده پايين درمقايسه با ساير انواع سلول خورشيدي مي¬باشد، بنابراين مسيرهايي كه منجر به افزايش جذب و بدام انداختن نور، افزايش طول نفوذ الكترون و تجمع بهتر بار مي¬گردند، بمنظور بهبود عملكرد سلول خورشيدي پليمري بكار برده مي¬شوند. در طرح اختراعي حاضر، از دو ماسك مختلف كاتد بهره گرفته شد كه با استفاده از برش ليزر ساخته شدند. اين امر مي¬تواند تجمع الكترون ها و بدام اندازي آنها را در لايه كاتد تقويت نمايد. اين طراحي ساختار كاتد، بازده سلول خورشيدي پليمري را تا 9 برابر نمونه اوليه افزايش داد. همچنين در ساخت سلول خورشيدي اختراعي، از جو نيتروژن استفاده نشده است و تمامي فرآيند ساخت در دماي اتاق و جو نرمال صورت پذيرفته است. سلول خورشيدي ساخته شده به اين روش مي تواند براي تامين انرژي الكتريكي منازل، كارخانجات، وسايل الكترونيكي سيار مانند تلفن همراه و لپ تاپ استفاده گردد. كاربرد پيشرفته اين سلول ها، در سفينه هاي فضايي بوده و همچنين مي توان نيروگاه هاي خورشيدي را برپايه اين سلول خورشيدي طراحي نمود.

خلاصه اي از توصيف اختراع: سيلانتها موادي چسبنده وكشسان هستند كه براي سيلانتي شكاف ها و درزهاي آسفالت سنگفرش ها پل ها و ساير سازه هاي عمراني به كار گرفته مي شود.اين محصول در دماي180تا200 درجه سانتي گراد بكار برده مي شود فرمولاسيون اين محصول تركيبي از قير اصلاح شده به همراه پر كننده ها و روغن هاي صنعتي مي باشد.اين محصول به جهت اقتصادي نسبت به نمونه هاي خارجي مشابه ارزان تر بوده وبا جلوگيري از واردات آن به اقتصاد كشور كمك مي شود.كارآيي سيلانتهاي قيري در نگهداري روسازي آسفالت ها نقش مهمي دارد و به شدت تحت تاثير مواد و تركيب درصد هاي به كار برده شده در تهيه اين دسته از از محصولات بايندري مي باشد كه كمترين تفاوت ها در فرمولاسيون منجر به تغيير خواص و گاهي نيز از بين رفتن كارآيس مورد نظر مي شود.

آسفالت هاي مخروطي از هيدروكربن هاي آليفاتيك، آروماتيك و تفتنيك. همچنين مقادير كم از تركيبات آلي و آلي فلزي مي باشند كه به عنوان بانيدرها در ساخت جاده ها و فرودگاه ها به كار گرفته مي شوند. آسفالت ها تا حد زيادي در سوخت هاي هيدروكربني قابل حل مي باشند. بنابراين سطح جاده ها بر اثر ريزش سوخت بر روي آن ها آسيب مي بينند و نيازمند ترميم مي باشند. به همين علت آسفالت هاي فرودگاه ها، جايگاه هاي بارگيري سوخت و پايانه هاي مسافربري با استفاده از قيرهاي مقاوم در برابر مواد سوختي ساخته مي شوند. اين آسفالت ها با استفاده از اصلاح كننده ها توليد مي شوند كه اصلاح كننده ها عمدتا مواد پليمري مي باشند كه با ايجاد شبكه هايي در آيفالت سبب افزايش مقاومت آن در برابر خوردگي مي گردند.

گوگرد يكي از ضايعات پالايشگاه بوده و به مقدار فراواني در كشور توليد مي شود. يكي از مهمترين كاربردهاي گوگرد استفاده از آن در اصلاح قير مي باشد كه هم از لحاظ اقتصادي و هم از لحاظ محيطي زيستي مفيد مي باشد. مزاياي تكنيكي بسياري از افزودن سولفور به قير به دست مي آيد. از خواص قيرهاي پليمري مي توان به خاصيت چسبندگي عالي، عملكرد عالي در هر دو محدوده دماي پايين و بالا، خاصيت كشساني بسيار خوب، مقاومت بهتر در برابر روان شدن و تغيير شكل در دماي بالا، كاهش حساسيت دمايي، بهبود در استحكام كششي، افزايش مدول سختي در دماي بالا و بسياري موارد ديگر مي باشد. قيرهاي اصلاح شده پليمري يا پليمر SBS پايدار نمي باشند كه از لحاظ ايجاد خواص مطلوب و از لحاظ اقتصادي بسيار مهم مي باشد كه در اين طرح ادعايي فرمولاسيون بهينه جهت شرايط curing اراده مي گردد.

درزگيرها موادي چسبنده و كشسان هستند كه براي درزگيري شكاف ها و درزهاي آسفالت ، سنگفرش ها، پل ها و ساير سازه هاي عمراني به كار گرفته مي شوند. اين محصول عموما در دماي 180 تا 200 درجه سانتي گراد بكار برده مي شود. فرمولاسيون اين محصول تركيبي از قير اصلاح شده به همراه پر كننده ها (filler) و روغن هاي صنعتي مي باشد. پ همچنين اين محصول به جهت اقتصادي نسبت به نمونه هاي خارجي مشابه ارزان تر بوده و با جلوگيري از واردات آن به اقتصاد كشور كمك مي شود. كارايي درزگيرهاي قيري در نگهداري روسازي آسفالت ها نقش مهمي دارد و به شدت تحت تاثير مواد و تركيب درصدهاي به كار برده شده در تهيه اين دسته از محصولات بايندري مي باشد كه كمترين تفاوت ها در فرمولاسيون منجر به تغيير خواص و گاهي نيز از بين رفتن كارآيي مورد نظر مي شود.