Sähkön tuottaminen sateesta on tieteellinen haaste, joka on pitkään vaikuttanut ylitsepääsemättömältä. Kiinalainen tutkijaryhmä väittää onnistuneensa siinä. Tuoreessa tutkimuksessa tutkijat esittelivät prototyypin kelluvasta generaattorista, joka muuntaa sadepisaroiden energian sähköksi kontaktisähköistyksen avulla. Ensimmäiset testit ovat lupaavia: 30 senttimetrin moduuli riitti 50 LED-valon syöttämiseen. Tämä läpimurto voi avata tien uudelle puhtaalle energiamuodolle.
Sisällysluettelo
W-DEG: Sateen muuttaminen sähköksi
Ajatus sateen energian hyödyntämisestä ei ole uusi, mutta se on aina kohdannut vakavia esteitä: monimutkaisia, tehottomia ja usein kalliita järjestelmiä.
Nyt Nankingin ilmailu- ja avaruustieteiden yliopiston tiimi näyttää löytäneen ratkaisun. He ovat nimenneet luomuksensa W-DEG:ksi, mikä tarkoittaa ”vesi-integroitua pisarageneraattoria”. Se on eräänlainen kelluva matto, joka on tarkoitettu sijoitettavaksi järvien tai tekoaltaiden pinnalle ja joka muuntaa sateenpisaroiden vaikutuksen sähköisiksi impulsseiksi .
Tämän teknologian erityispiirre on, että se ei vaadi raskasmetallien, massiivisten rakenteiden tai liikkuvien osien käyttöä. Se on kevyt ja yksinkertainen järjestelmä, joka käyttää vettä tärkeimpänä komponenttinaan. Kyseessä ei ole pelkkä laboratoriokonsepti, vaan ensimmäinen prototyyppi, joka on jo osoittanut tehokkuutensa ja herättänyt tieteellisen yhteisön kiinnostuksen.
Kuinka se toimii? Staattisen sähkön taika.
W-DEG:n toimintaperiaate on hämmästyttävän yksinkertainen ja perustuu yleisesti tunnettuihin fysikaalisiin ilmiöihin. Se muistuttaa hieman staattista sähköä, jonka tunnet, kun riisut villapaidan. Järjestelmä yhdistää kaksi ilmiötä: kosketussähkön ja sähköstaattisen induktion.
Käytännössä, kun sadepisara osuu generaattorin erityiselle pinnalle (ohut dielektrinen kalvo), yksinkertainen isku aiheuttaa sähkövarauksien uudelleenjaon veden ja materiaalin välillä. Tämä varauksien jakautuminen luo potentiaalieron – jännitehyppäyksen, joka voi olla jopa 250 volttia .
Vesipisaran vesi, ja jopa järven vesi, jonka pinnalla laite kelluu, toimii luonnollisena elektrodina sulkemalla virtapiirin. Näin ollen jokainen pisaran isku tuottaa pienen energiakipinän .
Ensimmäinen prototyyppi, jonka sivujen pituus on vain 30 senttimetriä, on jo pystynyt sytyttämään samanaikaisesti 50 LED-lamppua ja lataamaan kondensaattorit vain muutamassa minuutissa. Tulokset ovat vaatimattomat, mutta ne todistavat konseptin toimivuuden.
Hillitympi ja kunnioittavampi kuin kelluvat aurinkopaneelit
Yksi tämän teknologian eduista on paitsi sen kyky tuottaa sähköenergiaa, myös itse menetelmä. Tällä hetkellä yksi ratkaisu energian tuottamiseen vedellä on kelluvien aurinkovoimaloiden asentaminen. Tällä menetelmällä on kuitenkin merkittävä haittapuoli: paneelit muodostavat läpinäkymättömän kerroksen veden pinnalle.
Tutkijat ovat jopa harkinneet mikroviemärikanavien integroimista rakenteeseen, jotta sadevesi valuu jatkuvasti ja vältetään siten kaikenlainen kertyminen, joka voisi heikentää järjestelmän tehokkuutta.
Lisäksi tämä teknologia, joka ei vie maatalousmaata tai kaupunkialueita, voi olla strateginen ratkaisu alueille, joilla sataa paljon ja joissa aurinko- tai tuulienergia on vähemmän luotettavaa.
Valtava potentiaali, mutta vielä kokeiluvaiheessa
On kuitenkin huomattava, että W-DEG on vielä tutkimusprojektin vaiheessa . Sateenvoimaloiden, jotka toimittavat sähköä kaupunkeihimme, käyttöönottoon on vielä pitkä matka. Sen potentiaali on kuitenkin valtava. Generaattorin modulaarinen rakenne mahdollistaa helposti tuhansien yksiköiden kokoamisen suurten tuotantolaitosten rakentamiseksi, jotka voivat syöttää virtaa ympäristöantureille tai pienille sähkölaitteille järvillä ja padoilla.
Seuraavaksi tutkijat aikovat optimoida järjestelmän suorituskyvyn ottaen huomioon eri kokoiset pisarat ja iskunopeudet.
Jos tämä tehtävä ratkaistaan, tämä teknologia voi todella muuttaa sateiset päivät energianlähteeksi . Yksi asia on varma: ajatus myrskyjen muuttamisesta puhtaan energian lähteeksi ei ole koskaan ennen tuntunut niin todelliselta.
