Учени изобретиха миниатюрни вятърни генератори

Обикновено енергията на вятъра се свързва с огромни турбини на десетки метри от земята, задвижвани от силни въздушни течения. Оказва се обаче, че има и друг подход, включващ използването на устройства с много по-малък размер. Учени смятат, че е възможно да произвеждаме електричество от триенето на задвижвани от вятъра знамена, пише технологичното издание Wired.

Проучване на Nature Communications описва експериментален генератор, който натрупва електрически заряд с използването на механичен процес, наподобяващ триенето на балон в коса. Когато лек повей достигне малкото приспособление, покрито с електроди знаме започва да се движи, докосвайки се многократно до плоча с висока проводимост. От триенето на двата материала се натрупва статично електричество по полимерното покритие на плочата – процес, който е познат в науката под името „трибоелектрически ефект“. След това електричеството се съхранява в малък кондензатор.

Всички знамена, участвали в теста, са малки – около 12 см дълги и 10 см широки. Изследователите казват, че те са изтъкани от синтетичен плат, покрит със злато, което е особено ефективен проводник. Всяка плоча представлява сандвич от същия позлатен текстил, покрит от двете страни с дървен материал и наподобяващо тефлона покритие. Последното е известно като PTFE и е един от най-ефективните материали в търсенето на трибоелектрически ефект. Когато позлатеният флаг се удря в него, се образува солидно количество статичен заряд, който се предава на златното покритие по пътя си към кондензатора.

Изследователският екип съобщава, че е разработил няколко такива устройства, за да установи най-подходящите размери на флагчето. При по-слаб вятър по-дългите и по-тънки флагове генерират повече електричество, тъй като се докосват до плочата по-често. Когато въздушното течение набере сила обаче, дългите знамена стават твърде хаотични в движенията си и представянето им се влошава. Същото важи и за по-късите варианти, но те се докосват достатъчно често до плочата, за да генерират значителен заряд.

Учените също така са провели задълбочени проучвания на терен. В един от тестовете екипът на Nature Communications прикрепва генератора към ветропоказател. При лек вятър (13-18 км/ч) той успява да произведе незначително количество ток. Учените изчислили, че за захранването на един LED диод (10 вата) ще бъдат нужни хиляди такива генератори, работещи със същото темпо. Светлина в тунела се появила, когато изследователите монтирали генератора върху покрива на кола, движеща се със 72 км/ч. Тогава количеството произведен ток било много по-голямо, но все пак незначително, имайки предвид количеството гориво, което самият автомобил изразходвал по време на теста.

Въпреки това флагчетата се доказали като доста издръжливи. Материалът, от който са изградени, започнал да се къса след повече от 12 милиона развявания, но това довело до минимални загуби на електроенергия.

Тъй като всеки флаг произвежда малко количество ток, авторите на изследването предполагат, че ще се наложи изграждането на големи комплекси, за да се осмисли проекта.