Кроме своих неоспоримы достоинств, большинство ветряных электростанций имеют массу недостатков: их производство обходится слишком дорого, они громоздки и сложны в обслуживании. Ученые из Наньянского технологического университета (NTU), Сингапур, решили разработать более компактно решение. Команда сконструировал недорогое устройство, достаточно чувствительное, чтобы улавливать энергию от легкого ветерка и превращать ее в электричество, вырабатывая достаточное количество энергии для работы небольших коммерческих датчиков и приборов.

Сотрудники Наньянского технологического университета с недавно созданным ветроэнергетическим устройством. Nanyang Technological University

Устройство имеет низкую стоимость и небольшие размеры - 15 x 20 см. Он представляет собой консольную штангу, в центре которой находится многослойная пластина. Она собирает энергию за счет трибоэлектрического эффекта. (При этом разнородные материалы получают электрический заряд за счет трения, что в данном случае связано с воздействием ветра). Ранее ученые уже демонстрировали использование трибоэлектрической технологии в различных ветроэнергетических механизмах, например, в носимых устройствах, генерирующих энергию ветра при ходьбе.

Разработанное командой NTU устройство может быть установлено на внешних сторонах городских зданий. В ходе испытаний ученые показали, что устройство способно генерировать энергию даже от легкого ветерка и вырабатывать до 290 микроватт электричества, создавать разность потенциалов до трех вольт, а также аккумулировать заряд, который можно использовать в отсутствие ветра.

Так, например, в одном из опытов ученые задействовали устройство для питания 40 светодиодов. Скорость ветра при этом составляла 4 метра в секунду. В другом эксперименте устройство использовалось для питания датчика, который по беспроводной связи передавал данные о температуре в помещении на мобильный телефон. В настоящее время эксперты продолжают работу над улучшением характеристик устройства и уже подали патентую заявку, для коммерциализации технологии.

"Ветровая энергетика, как возобновляемый и чистый источник энергии, привлекает пристальное внимание исследователей", - рассказывает профессор Ян Яовэнь, руководитель проекта. "Наше исследование направлено на решение проблемы отсутствия малогабаритного энергетического комбайна для более целевых функций, например, для снабжения энергией небольших сенсоров или электронных систем. Разработанное нами технология также является альтернативным вариантом небольших литиевых аккумуляторов, поскольку наше устройство работает автономно и требует лишь технологического обслуживания. Кроме того, в нем не используются тяжелые металлы, которые при неправильной утилизации могут стать причиной экологических проблем".

Результаты данного проекта были зарегистрированы в международном издании Mechanical Systems and Signal Processing.

Источники: Nanyang Technological University, journal Mechanical Systems and Signal Processing

1. (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0888327022003429)

2. (https://www.ntu.edu.sg/cee/news-events/news/detail/ntu-singapore-scientists-develop-inexpensive-device-that-can-harvest-energy-from-a-light-breeze-and-store-it-as-electricity)