低成本“風力收割機”可將微風變電能 相關研究發表于《機械系統與信號處理》雜志

2022-10-10 10:12:42   來源:科技日報

新加坡科學家開發出一種低成本的“風力收割機”,可捕捉微風般柔和的風能,將其儲存為電能。實驗顯示,當暴露在速度低至2米/秒的風中時,該設備可產生3伏電壓及290微瓦的電力,足以為商業傳感器供電,讓其將數據發送到手機或計算機上。相關研究發表于最的《機械系統與信號處理》雜志。

該設備的主體由纖維環氧樹脂制成,主要附件能與風相互作用,且由銅、鋁箔和特氟龍等廉價材料制成。由于設計結構靈活,當“風力收割機”暴露于氣流中時會振動,在薄膜上形成電荷,當電荷從鋁箔流向銅薄膜時,會形成電流。

在實驗室測試中,研究人員發現,這款設備可以在風速為4米/秒的情況下持續為40個發光二極管(LED)供電。它還可以觸發傳感器設備,并為其提供足夠的電力,以無線方式將室溫信息發送到手機上。這表明,該“風力收割機”不僅可以發電,為設備持續供電,還可以將多余電量儲存起來,以便在無風的情況下為設備長時間供電。

研究團隊指出,這款“風力收割機”有可能取代為LED燈和健康監測傳感器供電的電池。這些設備主要用于橋梁和摩天大樓內,監測建筑結構的狀況。該設備尺寸僅為15厘米×20厘米,可以很容易地安裝在建筑物的側面,非常適合于城市環境。更重要的是,該設備不受雷雨的影響。

該研究負責人、南洋理工大學土木與環境工程學院結構工程師楊耀文(音譯)教授說:“我們旨在研制出小型能量采集器來實現更具針對的功能,如為小型傳感器和電子設備供電的儀器。這款‘風力收割機’也可以作為小型鋰離子電池的潛在替代品,因為其能自給自足,只需要偶爾維護,不使用重金屬,因此不會造成環境問題。最新研究有助于減少電子垃圾,降低其對環境的影響。”

研究團隊計劃進一步改善該設備的能量存儲能力,并用不同材料進行實驗,以提高其輸出功率。(科技日報記者 劉霞)

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