風能系統一般需要較大的風力才能發電,但新加坡南洋理工大學的科學傢們一直在研究另一種低成本的解決方案。近期,該團隊開發一種便宜的設備,它足夠靈敏,可以從微風中捕獲能量,並將其轉化為電能,產生的電量足以運行一個小型商業傳感器。
這項研究成果已於近期發表在《機械系統與信號處理》雜志。
據悉,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。由於設計結構靈活,當“風力收割機”暴露於氣流中時會振動,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,它可以從微風中收集能量,並產生3伏電壓及290微瓦的電力。
具體而言,它可以在風速為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,並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,這一新型“風力收割機”不僅可以發電,為設備持續供電,還可以將多餘電量儲存起來,以便在無風的情況下為設備長時間供電。
此外,還值得一提的是,該設備尺寸僅為15厘米×20厘米,可以很容易地安裝在建築物的側面,非常適合於城市環境,而且不受雷雨的影響。研究團隊指出,該設備有可能取代為LED燈和健康監測傳感器供電的電池。
研究人員表示,“作為一種可再生和清潔能源,風力發電已經引起廣泛的研究關註。我們旨在研制出小型能量采集器來實現更具針對性的功能,如為小型傳感器和電子設備供電的儀器。”
“我們開發的設備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,隻需要偶爾維護,不使用重金屬,因此不會造成環境問題。最新研究有助於減少電子垃圾,降低其對環境的影響。”他補充說。
未來,研究團隊計劃進一步改善該設備的能量存儲能力,並用不同材料進行實驗,以提高其輸出功率。