科學(xué)家們創(chuàng)造了可以利用風(fēng)能和太陽(yáng)能產(chǎn)生電能的旗幟。

使用柔性壓電條和柔性光伏電池開(kāi)發(fā)了新穎的風(fēng)能和太陽(yáng)能收集標(biāo)志。

壓電條允許標(biāo)志通過(guò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電力，而光伏電池是利用太陽(yáng)能電池利用電力的最著名的方法。

該研究由曼徹斯特大學(xué)的研究人員進(jìn)行，是迄今為止最先進(jìn)的研究，也是第一個(gè)使用倒置旗幟同時(shí)收獲風(fēng)能和太陽(yáng)能的研究。該研究發(fā)表在Applied Energy雜志上。

新開(kāi)發(fā)的能量收集標(biāo)志能夠?yàn)檫h(yuǎn)程傳感器和小型便攜式電子設(shè)備供電，這些電子設(shè)備可用于環(huán)境感測(cè)，例如監(jiān)測(cè)污染，聲級(jí)和熱量。

該研究的目的是允許廉價(jià)和可持續(xù)的能量收集解決方案，這些解決方案可以部署并留下來(lái)產(chǎn)生能量，幾乎不需要維護(hù)。該策略被稱(chēng)為“部署 - 忘記”，這是所謂的智能城市在使用遠(yuǎn)程傳感器時(shí)將采用的模型。

來(lái)自曼徹斯特機(jī)械，航空航天和土木工程學(xué)院的Jorge Silva-Leon和該研究的主要作者說(shuō)：“在風(fēng)的作用下，我們建造的旗幟以重復(fù)的方式從一側(cè)到另一側(cè)彎曲，也被稱(chēng)為限制循環(huán)振蕩。這使得它們非常適合于壓電材料變形的均勻發(fā)電。同時(shí)，太陽(yáng)能電池板帶來(lái)雙重好處：它們起到不穩(wěn)定質(zhì)量的作用，在較低的風(fēng)速下觸發(fā)拍打運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始，以及當(dāng)然能夠從環(huán)境光發(fā)電。

這項(xiàng)研究的合著者Andrea Cioncolini博士補(bǔ)充說(shuō)：“風(fēng)能和太陽(yáng)能通常具有相互補(bǔ)償?shù)拈g歇性。在暴風(fēng)雨條件下，太陽(yáng)通常不會(huì)發(fā)光，而風(fēng)力很小的平靜日子通常與閃亮的太陽(yáng)有關(guān)。這使得風(fēng)能和太陽(yáng)能特別適合同時(shí)采伐，以補(bǔ)償其間歇性。“

該團(tuán)隊(duì)使用和開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的研究技術(shù)，如快速視頻成像和對(duì)象跟蹤，以及先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析，以證明其標(biāo)志有效。開(kāi)發(fā)的收割機(jī)在風(fēng)速為0 m / s(平靜)至約26 m / s(風(fēng)暴/整體大風(fēng))和1.8 kLux恒定光照下進(jìn)行了測(cè)試，模擬了各種環(huán)境條件。在這些操作條件下，產(chǎn)生的總功率輸出高達(dá)3-4毫瓦。

該研究的共同作者M(jìn)ostafa Nabawy博士說(shuō)：“我們的壓電/太陽(yáng)能反轉(zhuǎn)標(biāo)志能夠?yàn)橐幌盗械凸β蕚鞲衅骱碗娮釉O(shè)備產(chǎn)生足夠的功率，這些傳感器和電子設(shè)備的功率范圍為微瓦至毫瓦。航空電子，陸地和海洋偏遠(yuǎn)地區(qū)以及智能城市的潛在實(shí)際應(yīng)用數(shù)量。我們希望進(jìn)一步發(fā)展這一概念，以支持更多功率要求更高的應(yīng)用，例如用于移動(dòng)設(shè)備的生態(tài)能源發(fā)電站。

工作的合著者Alistair Revell博士強(qiáng)調(diào)了當(dāng)前和未來(lái)的研究方向：“我們目前正在利用曼徹斯特大學(xué)開(kāi)發(fā)的建模和仿真的新型計(jì)算框架，建立在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的悠久傳統(tǒng)基礎(chǔ)之上。使用計(jì)算機(jī)模擬流體 - 結(jié)構(gòu)相互作用越來(lái)越多地被稱(chēng)為虛擬工程，并通過(guò)減少需要物理制造和測(cè)試的模型數(shù)量，在設(shè)備開(kāi)發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。