Izvor fotografije: Shutterstock.com
Istraživači sa Univerziteta Satbayev u Almatiju razvijaju kompaktan uređaj koji može proizvoditi električnu energiju iz buke i mehaničkih vibracija u okolini. Naučnici navode da bi ova tehnologija mogla napajati senzore i sisteme za nadzor u udaljenim područjima gdje je održavanje klasičnih izvora energije otežano.
Mehaničke vibracije su ponavljajuća kretanja koja nastaju oko ravnotežnog položaja nekog sistema. One se javljaju u brojnim svakodnevnim procesima, uključujući zvučne talase, vjetar, rad mašina i transportne sisteme. Iako su takve vibracije veoma rasprostranjene, istraživači ističu da se njihov energetski potencijal i dalje nedovoljno koristi.
Cilj istraživačkog tima je da te vibracije prikuplja i pretvara u električnu energiju. Dobijena energija mogla bi da pokreće male elektronske uređaje bez potrebe za baterijama ili priključkom na električnu mrežu.
Tehnologija za prikupljanje energije iz buke i vibracija
Novi uređaj fokusiran je na prikupljanje energije iz vibracija koje se javljaju u frekvencijskom obimu od nekoliko desetina do nekoliko stotina herca. Taj obim je čest u prirodnim sredinama, ali i u industrijskim okruženjima u kojima zvuk i kretanje stalno stvaraju mehaničke vibracije.
Sistem koristi elektromagnetni pretvarač koji te pokrete pretvara u električnu energiju. Kada vibracije iz okoline pokreću unutrašnje komponente uređaja, nastaju mali električni signali koji se mogu prikupiti i iskoristiti za napajanje elektronskih sistema.
Vođa projekta Albanbay Nurtay objasnio je da je cilj razvoja pouzdanog izvora energije za tehnologije koje se koriste na udaljenim lokacijama.
On navodi da tim razvija uređaj koji efikasno pretvara mehaničke vibracije u električnu energiju i može služiti kao autonomni izvor napajanja. Na taj način bi se omogućio kontinuiran i pouzdan rad senzora interneta stvari u udaljenim područjima.
Prema riječima istraživača, uređaj bi mogao omogućiti da senzori koriste energiju iz pozadinske buke i vibracija umjesto baterija.
Elektromagnetni princip pretvara kretanje u energiju
Tehnologija se zasniva na zakonu elektromagnetne indukcije. Ovaj princip kaže da se električna energija stvara kada se magnetno polje pomjera u odnosu na električni provodnik.
Unutar uređaja nalaze se kalemovi i magneti koji se pomjeraju pod uticajem vibracija iz okoline. To kretanje stvara električni signal koji se može prikupiti i koristiti za napajanje manjih elektronskih komponenti.
Inženjeri trenutno rade na tome da sistem zadrži visoku efikasnost u različitim uslovima vibracija. U prirodnom okruženju vibracije se rijetko javljaju pri stalnoj frekvenciji, pa uređaj mora raditi stabilno i pri promjenjivim nivoima kretanja.
Tim se takođe fokusira na smanjenje energetskih gubitaka i osiguravanje stabilnog rada tokom dugotrajne upotrebe.
Istraživanje napreduje kroz faze razvoja i testiranja
Projekat se sprovodi kroz nekoliko faza. Istraživači su najprije razvili konceptualni dizajn uređaja i izradili detaljne trodimenzionalne i matematičke modele kako bi analizirali njegov rad u različitim uslovima vibracija.
U narednoj fazi planirana je izrada eksperimentalnih prototipova i razvoj specijalizovane platforme za testiranje performansi uređaja. Ova platforma omogućiće naučnicima da simuliraju različite frekvencije vibracija i različite uslove okruženja.
Nakon analize rezultata biće odabran konačni prototip sa najboljim tehničkim karakteristikama. Završna faza projekta obuhvatiće objavljivanje naučnih rezultata i podnošenje patentne prijave radi zaštite intelektualne svojine.
Moguća primjena u industriji, zaštiti životne sredine i poljoprivredi
Naučnici smatraju da bi tehnologija koja koristi energiju vibracija mogla imati primjenu u sistemima za nadzor u industriji, istraživanjima životne sredine i poljoprivredi.
U industrijskim postrojenjima senzori bi mogli koristiti energiju prikupljenu iz vibracija za praćenje rada opreme ili stanja konstrukcija. U istraživanjima životne sredine tehnologija bi mogla napajati udaljene stanice za praćenje klimatskih promjena ili stanja ekosistema. Slični sistemi mogli bi se koristiti i u poljoprivredi za senzore koji mjere stanje zemljišta i meteorološke uslove.
Ministarstvo obrazovanja Kazahstana navelo je da projekat predstavlja važan korak ka razvoju održivih energetskih tehnologija. Efikasno korišćenje prirodnih izvora vibracija otvara nove mogućnosti za uštedu energije i podržava primjenu principa održivog razvoja.
Istraživači zaključuju da bi mogućnost proizvodnje električne energije iz buke i vibracija iz okoline mogla omogućiti razvoj samoodrživih sistema za nadzor koji pouzdano rade na udaljenim lokacijama, uz smanjenje potrebe za jednokratnim baterijama.
Izvor: greekreporter.com
