Các nhà nghiên cứu tạo ra loại “cờ” sản xuất năng lượng từ gió và mặt trời

Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Manchester đã tạo ra loại cờ có khả năng sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và gió bằng cách sử dụng các dải áp điện và pin mặt trời dẻo. Dải áp điện cho phép cờ tạo ra năng lượng thông qua chuyển động, trong khi pin mặt trời khai thác điện năng hiệu quả nhất. Đây là nghiên cứu tiên tiến nhất cho đến nay trong lĩnh vực này và là nghiên cứu đầu tiên khai thác đồng thời cả năng lượng gió và năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng lá cờ ngược. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Applied Energy.

energy

Cờ thu năng lượng mới có khả năng cấp điện cho các cảm biến từ xa và các thiết bị điện tử di động quy mô nhỏ, có thể được sử dụng để cảm biến môi trường như để quan trắc ô nhiễm, âm thanh và nhiệt. Mục đích của nghiên cứu là cho phép triển khai các giải pháp khai thác năng lượng giá rẻ và bền vững để sản xuất năng lượng mà ít cần hoặc không cần bảo trì. Chiến lược này theo dự đoán sẽ được áp dụng cho mô hình thành phố thông minh khi sử dụng cảm biến từ xa.

Jorge Silva-Leon, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Dưới tác động của gió, những lá cờ do chúng tôi tạo ra, uốn cong từ bên này sang bên kia theo cách lặp lại, được gọi Dao động giới hạn (Limit-Cycle Oscillation). Điều này làm cho chúng hoàn toàn phù hợp để tạo ra năng lượng đồng nhất từ sự biến dạng của vật liệu áp điện. Đồng thời, các tấm pin mặt trời mang lại lại lợi ích kép: chúng hoạt động để kích hoạt chuyển động vỗ khi tốc độ gió thấp và có thể sản xuất điện từ ánh sáng trong môi trường xung quanh”.

TS. Andrea Cioncolini, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết thêm: "Năng lượng gió và mặt trời thường có sự giao thoa với nhau nên có xu hướng bù trừ cho nhau. Mặt trời thường không chiếu sáng trong điều kiện trời có bão, trong khi những ngày lặng gió thì thường mặt trời lại tỏa sáng. Điều này làm cho năng lượng gió và mặt trời đặc biệt phù hợp để được khai thác đồng thời trên quan điểm bù đắp cho sự gián đoạn của chúng".

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng và phát triển các kỹ thuật nghiên cứu độc đáo như hình ảnh video nhanh và theo dõi đối tượng với phân tích dữ liệu tiên tiến để chứng minh cờ thu năng lượng có thể hoạt động. Cờ thu năng lượng đã được thử nghiệm ở tốc độ gió thay đổi từ 0 m/s (lặng gió) đến khoảng 26 m/s (bão/gió mạnh) và tiếp xúc liên tục với ánh sáng cỡ 1,8 kLux, mô phỏng nhiều điều kiện môi trường. Trong các điều kiện hoạt động này, tổng công suất điện đầu ra được tạo ra ở mức 3-4 milli Watt.

TS. Mostafa Nabawy, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: "Cờ đảo ngược áp điện/năng lượng mặt trời của chúng tôi có khả năng sản xuất đủ điện năng cho nhiều cảm biến và thiết bị điện tử điện áp thấp hoạt động trong phạm vi công suất từ micro-watt đến milli-watt với một số ứng dụng tiềm năng thực tế cho điện tử hàng không, các địa điểm ở xa đất liền và biển và các đô thị thông minh. Chúng tôi hy vọng sẽ phát triển khái niệm này hơn nữa để hỗ trợ các ứng dụng tiêu tốn nhiều điện năng như trạm sạc điện cho thiết bị di động".

N.P.D (NASATI), theo https://techxplore.com/news/2019-02-flags-energy-sun.html,