多年以来,风一直是大型电力的来源风厂。现在,一组工程师正在寻找无叶的人造树木,以产生可再生能源,当它们被风震动时。
在发表在声音与振动杂志,俄亥俄州立大学的工程师发现了有关风穿过人造树状人物时发生的振动的新信息。
OSU机械和航空航天工程助理教授Ryan Harne说:“建筑物在风中略微摇摆,当我们开车上车时,桥梁振荡,汽车悬架吸收了道路上的颠簸。”“与原本丢失的动作相关的大量动能。我们希望恢复和回收一些能量。”
Harne补充说,他们的项目借此机会利用了通常每天在我们周围发生的人类,地震和风引起的动作的各种振动能量。
执行他们的学习研究人员数学上对树状结构进行了建模,并揭示了尽管大量和随机的输入,但仍可以保持一致的频率。他们进行了一个初始实验,在其中创建了一棵树,该树是源自一条由聚偏二氟(PVDF)连接的钢梁。然后,他们将树放在产生振动的长凳上,并观察到PVDF从运动中产生约0.8伏的电压。
工程师发现,形状像由机电材料制成的无叶树的物体具有将风转换为强振动的能力。这些振动反过来可以发电。因此,研究人员提出了有价值的应用程序,可作为其他可再生能源(例如太阳能)的替代方法,而太阳能并非总是可用。
一种应用包括加油传感器来监视通过机械结构的振动。回收能量将用于为传感器提供动力,这些传感器旨在确定基础设施(例如桥梁或建筑物)的健全性和完整性。这意味着整个系统被设计为自给自足,并能够使用风或驾驶越过汽车造成的振动来充电。
该研究的目的是将环境振动转化为电能。目前,大多数结构传感器都使用电池或将其直接插入电源线。这些方法被认为是昂贵且笨拙的。通过使用类似树状结构来捕获振动能,传感器可以更可持续地传输数据,工程师可以生产更便宜,更高效的电力。
照片:Paulo Valdivieso |Flickr