研究人员研制出能从风和太阳中产生能量的旗子。

研究人员研制出能从风和太阳中产生能量的旗子。

科学家们已经制造出能够利用风能和太阳能发电的旗子。

利用柔性压电片和柔性光伏电池,开发了新型风能和太阳能收集旗帜。

压电带允许旗子通过运动产生能量,而光伏是利用太阳能电池利用电能的最著名的方法。

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,也是第一个使用倒旗同时收集风能和太阳能的研究。这项研究发表在《应用能源》杂志上。

新开发的能量收集旗帜能够为遥感器和小型便携式电子设备供电,这些设备可用于环境传感,例如监测污染、声级和热量。

这项研究的目的是让廉价和可持续的能源收集解决方案可以部署和留下来产生能源,几乎不需要或根本不需要维护。这种策略被称为“部署和忘记”,这是所谓的智能城市在使用远程传感器时所采用的模型的预期目标。

曼彻斯特机械、航空航天和土木工程学院的Jorge Silva Leon是这项研究的主要作者,他说:“在风的作用下,我们制造的旗帜会以重复的方式从一边弯曲到另一边,也被称为极限周期振荡。这使得它们非常适合由压电材料的变形产生均匀的能量。同时,太阳能电池板带来了双重好处:它们作为不稳定物质,在较低的风速下触发拍打运动,当然能够从周围的光线中发电。

这项研究的合著者安德里亚·辛科里尼博士补充说:“风能和太阳能通常都有间歇性的,它们往往相互补偿。在暴风雨的天气里,太阳通常不发光,而在风平浪静的日子里,太阳通常会发光。这使得风能和太阳能特别适合同时收割,以补偿其间歇性。”

该团队使用并开发了独特的研究技术,如快速视频成像和具有先进数据分析的目标跟踪,以证明他们的旗帜起作用。

开发的收割机在0 m/s(平静)到约26 m/s(风暴/大风)的风速和1.8 klux恒定光照下进行了测试,模拟了各种环境条件。在这些运行条件下,总功率输出高达3-4毫瓦。

这项研究的合著者Mostafa Nabawy博士说:“我们的压电/太阳能倒旗子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在微瓦到毫瓦的功率范围内工作,在航空电子设备、陆地和海洋偏远地区以及智能城市中有许多潜在的实际应用。我们希望进一步发展这一概念,以支持更高功率需求的应用,如用于移动设备的生态能源发电充电站。”

该研究报告的合著者之一,Alistair Revel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一种新的计算框架进行建模和模拟,这是建立在该小组长期的计算流体动力学传统基础上的。利用计算机模拟流体-结构相互作用越来越被称为虚拟工程,通过减少需要物理制造和测试的模型的数量,在设备开发中起着关键作用。”

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