Флагове генерират енергия от слънцето и вятъра

Учени от университета в Манчестър разработиха флагове, които могат да генерират електричество, използвайки вятърна и слънчева енергия. Те са разработени с помощта на гъвкави пиезоелектрични ленти и фотоволтаични клетки. Пиезоелектричните ленти позволяват на флага да генерира енергия чрез движението, предизвикано от вятъра, докато фотоволтаиците служат за оползотворяването на слънчевата светлина.

Научното изследване, публикувано в сп. Applied Energy, е най-задълбоченото по тази тема досега и първото, което предлага метод за едновременно производство на вятърна и слънчева енергия чрез използване на флагове. Новоразработените флагове са в състояние да захранват дистанционни сензори и маломощни преносими електронни устройства, които могат да бъдат използвани за мониторинг на околната среда, например на замърсяването, нивата на шума и топлината.

Целта на изследването е да проучи възможностите за създаване на евтини и устойчиви решения за производство на енергия, които могат да бъдат използвани с малко или без никаква поддръжка. Стратегията, известна като “deploy-and-forget” (“включи и забрави”), се очаква да бъде въведена в интелигентните градове при използване на дистанционни сензори.

“Под действието на вятъра изработените от нас флагове се огъват от една страна към друга по повтарящ се начин. Това ги прави идеални за равномерно производство на енергия от деформацията на пиезоелектричните материали. Едновременно с това, соларните панели носят двойна полза: те действат като дестабилизираща маса, задействаща равномерните движения при по-ниски скорости на вятъра и, разбира се, могат да генерират електричество от околната светлина”, обяснява д-р Хорхе Силва-Леон, водещ автор на изследването.

“Вятърната и слънчевата енергия обикновено са с непостоянен характер - слънцето не свети по време на бури, докато тихите дни с малко вятър обикновено се свързват с ярко слънце. Това прави вятърната и слънчевата енергия особено подходящи за едновременно производство на електроенергия с оглед компенсиране на тяхната периодичност”, допълва д-р Андреа Чонколини, съавтор на изследването.

Разработените флагове са тествани при скорости на вятъра от 0 m/s (тихо време) до около 26 m/s (буря/силна буря) и 1,8 kLux постоянно излагане на светлина при симулиране на широк спектър от условия на околната среда. В тези условия на работа са генерирани общи изходни мощности до 3-4 mW.

“Нашите пиезо/соларни флагове са способни да генерират достатъчно енергия за редица сензори с ниска мощност и електронни устройства, работещи в микро- и миливатовия диапазон на мощност, за множество потенциални практически приложения в авиониката, наземните и морските отдалечени локации и интелигентните градове. Надяваме се да доразработим концепцията, за да може да поддържа по-енергоемки приложения като например зарядни станции, генериращи екологична енергия за мобилни устройства”, отбелязва д-р Мостафа Набауи, съавтор на изследването.

В момента учените използват иновативна изчислителна рамка за моделиране и симулация, разработена в университета на Манчестър. Използването на компютри за моделиране на взаимодействията с флуидни обекти, известно все по-често като “виртуален инженеринг”, играе ключова роля при разработката на оборудване, като намалява броя на моделите, които трябва да бъдат физически произведени и изпитани, обясняват изследователите.