多年以來,風一直是大型電力的來源風廠。現在,一組工程師正在尋找無葉的人造樹木,以產生可再生能源,當它們被風震動時。
在發表在聲音與振動雜誌,俄亥俄州立大學的工程師發現了有關風穿過人造樹狀人物時發生的振動的新信息。
OSU機械和航空航天工程助理教授Ryan Harne說:“建築物在風中略微搖擺,當我們開車上車時,橋樑振盪,汽車懸架吸收了道路上的顛簸。”“與原本丟失的動作相關的大量動能。我們希望恢復和回收一些能量。”
Harne補充說,他們的項目藉此機會利用了通常每天在我們周圍發生的人類,地震和風引起的動作的各種振動能量。
執行他們的學習研究人員數學上對樹狀結構進行了建模,並揭示了儘管大量和隨機的輸入,但仍可以保持一致的頻率。他們進行了一個初始實驗,在其中創建了一棵樹,該樹是源自一條由聚偏二氟(PVDF)連接的鋼樑。然後,他們將樹放在產生振動的長凳上,並觀察到PVDF從運動中產生約0.8伏的電壓。
工程師發現,形狀像由機電材料製成的無葉樹的物體具有將風轉換為強振動的能力。這些振動反過來可以發電。因此,研究人員提出了有價值的應用程序,可作為其他可再生能源(例如太陽能)的替代方法,而太陽能並非總是可用。
一種應用包括加油傳感器來監視通過機械結構的振動。回收能量將用於為傳感器提供動力,這些傳感器旨在確定基礎設施(例如橋樑或建築物)的健全性和完整性。這意味著整個系統被設計為自給自足,並能夠使用風或駕駛越過汽車造成的振動來充電。
該研究的目的是將環境振動轉化為電能。目前,大多數結構傳感器都使用電池或將其直接插入電源線。這些方法被認為是昂貴且笨拙的。通過使用類似樹狀結構來捕獲振動能,傳感器可以更可持續地傳輸數據,工程師可以生產更便宜,更高效的電力。
照片:Paulo Valdivieso |Flickr