Обратный флаг научили вырабатывать электричество из ветра и света

Инженеры из Великобритании и Эквадора создали обратный флаг с гибкими пьезоэлектрическими генераторами и солнечными панелями. На ветру он раскачивается в разные стороны, что позволяет пьезоэлектрическим генераторам вырабатывать электроэнергию, а в светлое время суток его солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество, рассказывают авторы статьи в Applied Energy.

Зачастую устройства, работающие в местах со слабо развитой инфраструктурой, используют для своей работы возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнце или волны. Однако эти источники не постоянны (тот же солнечный свет можно использовать лишь в светлое время суток). Из-за этого устройствам приходится либо иметь аккумулятор для запасания энергии в часы интенсивной выработки энергии, либо сочетать в себе сразу два или более генератора разных типов, что зачастую приводит к удорожанию конструкции и увеличению ее размера и веса.

Группа инженеров под руководством Эндрю Кеннах (Andrew Kennaugh) из Манчестерского университета создала устройство для выработки энергии из ветра и солнечного света. Разработчики выбрали конструкцию обратного флага — она аналогична обычному флагу, но полотно повернуто не против направления ветра, а к нему. Благодаря этому при правильном подборе жесткости он будет попеременно раскачиваться на ветру в обе стороны.

Созданный инженерами флаг состоит из металлического основания и двух основных частей. Большую часть флага занимают четыре пьезоэлектрические полоски, подключенные с помощью проводов к основанию. На конце флага располагаются две гибкие солнечные панели, закрепленные по обе стороны. Во время работы флаг изгибается в обе стороны, причем солнечные панели в конце флага благодаря своей массе помогают дестабилизировать его положение на ветру, из-за чего флаг отклоняется более интенсивно.

Для тестирования инженеры поместили прототип флага в прозрачную камеру с нагнетаемым потоком воздуха, возле которой было установлено две светодиодные панели, дающие внутри камеры освещенность 1,8 килолюкса. Во время испытаний уровень освещения оставался постоянным, а скорость ветра менялась от нуля до 26 метров в секунду. В результате авторы показали, что мощность выработки энергии устройством составляет около 3,5 милливатта, причем у пьезоэлектрической части она достигает около 0,5 милливатта. Плотность мощности такого устройства составляет 3,8 милливатта на квадратный сантиметр.

В 2017 году финские ученые продемонстрировали материал, способный получать электричество из трех источников: тепла, света и механической энергии. Главный недостаток материала заключается в том, что плотность вырабатываемого тока составляет несколько наноампер на квадратный сантиметр.

Григорий Копиев