Hybridní nanogenerátor sklízí těžko dosažitelnou energii oceánu

hybridní válka (Smět 2019).

Anonim

(Phys.org) - Energie z oceánu nebo "modrá energie" je pravděpodobně nejméně využívaný zdroj energie, podle výzkumníků v nové studii. Přestože oceány obsahují dostatek energie k uspokojení všech energetických potřeb na světě, v současné době neexistuje účinný způsob, jak je hospodářsky a rozumně využívat.

Hlavním problémem je, že vlny oceánu jsou nepravidelné a procházejí nízkými frekvencemi, zatímco většina energetických harvestorů pracuje nejlépe s vlnami, které mají pravidelné amplitudy a vysoké frekvence. Bohužel, uklidňující klid na pomalých, nepředvídatelných vlnách, které bíhají proti pobřeží, které máme tendenci považovat za tak klidné, není ideální pro sklizeň energie.

V nové studii, která byla publikována v ACS Nano, tým výzkumníků vedený Zhongem Linem Wangem v Technologickém technologickém institutu v Georgii vyvinul zařízení, které dokáže sklízet oceánské vlny ve velmi širokém frekvenčním rozsahu, který zahrnuje téměř všechny oceánské vlnové spektrum, včetně těžko dostupných nízkých kmitočtů, které jsou pro většinu sklízecích strojů nepřístupné.

Nové zařízení je hybridní systém, který se skládá ze dvou generátorů. Elektromagnetický generátor (EMG), který je tradičně hlavním přístupem pro těžbu oceánské energie, je vhodný pro sběru vln při vysokých frekvencích a rychlých otáčkách. Triboelektrický nanogenerátor (TENG), jenž byl nedávno zkoumán pro využití v oceánu, pracuje lépe v nízkofrekvenčním rozsahu a při pomalejších otáčkách.

"TENG má jedinečnou výhodu vysokého výstupního napětí a jeho výstupní výkon je lineárně měřený s frekvencí, což je ideální pro sklizeň nízkofrekvenční energie, " řekl Wang Physison. "Na druhou stranu, výstupní výkon EMG je úměrný čtverci frekvence, takže EMG je ideálně vhodný pro sklizeň vysokofrekvenční energie. Při nízké frekvenci (<5 Hz) je efektivní výkon TENGu hodně vyšší než EMG. "

Při kombinaci fungují dva typy generátorů v širokém kmitočtovém rozsahu a ve dvou režimech (kolísání a rotace) umožňující hybridnímu zařízení shromažďovat různé typy oceánských energií, včetně vln, proudů a přílivu. Každý typ energie způsobuje jiný pohyb, který vyžaduje flexibilní schopnost sklízení.

Vědci demonstrovali zařízení tím, že jej používají k rozsvícení LED, které tvoří slova "BLUE ENERGY". EMG je připojen ke slovu "BLUE" a TENG je připojen ke slovu "ENERGY" tak, aby byl výkon každého generátoru zobrazen jednotlivě.

Vědci si představují, že kombajn pro získání energie z oceánských vln je jednou z komponentů větších panelů pro těžbu energie, které se na oceánu vznášejí a které mohou současně sklízet energii větru, sluneční a vlnové energie. Plánují další rozvoj tohoto konceptu v budoucnu.

menu
menu