科学家创造了可以利用风能和太阳能产生电能的旗帜

2019-10-11 16:33:50

科学家创造了可以利用风能和太阳能产生电能的旗帜。使用柔性压电条和柔性光伏电池已经开发出新颖的风能和太阳能采集标志。压电条使旗帜通过运动产生动力,而光伏电池是利用太阳能电池利用电能的最著名方法。

这项由曼彻斯特大学的研究人员进行的研究是迄今为止同类研究中最先进的研究,也是首个使用倒置旗标同时采集风能和太阳能的研究。该研究已发表在《应用能源》杂志上。

新开发的能量收集标志能够为遥感器和小型便携式电子设备供电,这些传感器可用于环境传感,例如监测污染,声级和热量。

该研究的目的是提供廉价且可持续的能源收集解决方案,该解决方案可以被部署和使用,以产生几乎不需要维护的能源。该策略被称为“忘记部署”,这是使用智能传感器时所谓智能城市将采用的模型的预期。

这项研究的主要作者,曼彻斯特机械,航空航天与土木工程学院的豪尔赫·席尔瓦·利昂(Jorge Silva-Leon)说:“在风的作用下,我们建造的旗帜以重复的方式从一侧到另一侧弯曲,也被称为极限循环振荡,这使得它们非常适合通过压电材料变形产生均匀的功率;同时,太阳能电池板带来了双重好处:它们起着不稳定的作用,在较低的风速下触发拍打运动的开始,并且当然能够从环境光中发电。

该研究的共同作者安德里亚·塞翁科里尼博士(Andrea Cioncolini博士)补充说:“风能和太阳能通常具有相互抵消的间歇性。在暴风雨的天气下,太阳通常不会发光,而风平和少的风平浪静的日子通常与阳光普照有关。 “这使得风能和太阳能特别适合同时收获,以补偿它们的间歇性。”

该团队使用并开发了独特的研究技术,例如快速的视频成像和带有高级数据分析的对象跟踪,以证明其标记有效。在从0 m / s(平静)到大约26 m / s(风暴/整个大风)的风速和1.8 kLux恒定光照下测试了开发的收割机,模拟了各种环境条件。在这些操作条件下,产生的总功率输出高达3-4毫瓦。

该研究的合著者Mostafa Nabawy博士说:“我们的压电/太阳能倒置标志能够为一系列低功率传感器和电子设备产生足够的功率,这些传感器和电子设备的工作电压范围为微瓦至毫瓦,在航空电子,陆地和海洋偏远地区以及智慧城市中的大量潜在实际应用。我们希望进一步开发该概念,以支持更多的电力需求应用,例如用于移动设备的生态能源充电站。”

该研究的合著者阿利斯泰尔·雷维尔(Alistair Revell)博士强调了当前和未来的研究方向,他说:“我们目前正在利用曼彻斯特大学开发的新颖的计算框架进行建模和仿真,这是建立在长期的计算流体动力学基础之上的使用计算机来模拟流体-结构相互作用的模型已越来越多地被称为虚拟工程,并且通过减少需要物理制造和测试的模型数量,在设备开发中发挥了关键作用。”

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