211service.com
Galios rinkimas iš vandenyno
Tyrėjai iš SRI International , įsikūrusi Menlo parke, Kalifornijoje, neseniai baigė pirmuosius bandymus vandenyne sistemoje, kuri naudoja vadinamuosius dirbtinius raumenis, kad generuotų energiją iš plūduro, važiuojančio aukštyn ir žemyn bangomis, judėjimo. Nors prototipas gamina labai mažai elektros energijos, mokslininkai teigia, kad bangų fermos, pagrįstos šia technologija, galiausiai gali konkuruoti su vėjo turbinomis, suteikdamos reikšmingą švarios energijos šaltinį.
Bangos galia: Plūduras, generuojantis elektros energiją iš bangų judėjimo. Skaidriame cilindre, esančiame plūduro viduryje (žr. paveikslėlį apačioje), yra guminės medžiagos ritinys, kuris išsitempia ir susitraukia, kai plūduras slenka aukštyn ir žemyn, atskirdamas ir sujungdamas elektrodus.
Vandenyno energijos panaudojimo technologija jau egzistuoja, tačiau ji nebuvo plačiai pritaikyta daugiausia dėl to, kad ji sunkiai atlaiko bangų plakimą. Naujoji sistema gali pasirodyti ir pigesnė, ir patikimesnė, teigia mokslininkai.
Ankstesnėse sistemose buvo naudojami labiau įprasti elektromagnetiniai įrenginiai, tokie kaip dinamos su sudėtingomis transmisijomis, hidrauliniai stūmokliai ir turbinos. Visų pirma transmisijos krumpliaračiai yra pažeidžiami dėl nepastovios vandenyno bangų bangų susidėvėjimo.
Priešingai, SRI sistema yra ne kas kita, kaip gumos lapas, pritvirtintas prie svarmens. Jis pasižymi mechaniniu sudėtingumu kaip guminė juosta, sako SRI vyresnysis mokslo darbuotojas Roy Kornbluh. Dėl to jis geriau sugeria bangų smūgį, sako Yosephas Bar-Cohenas , NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijos Pasadenoje, Kalifornijoje, vyresnysis mokslo darbuotojas. Be to, Bar-Cohen priduria, kad medžiagos, iš kurių pagaminta sistema, yra pigios, o tai gali padėti jai konkuruoti kainomis su kitais elektros energijos šaltiniais.
Multimedija
Vaizdo įrašas: jėgos plūduras
Polimerų pagrindu sukurta naujojo generatoriaus sistema yra dirbtinio raumens variantas – prietaisas, sukurtas kaip alternatyva elektros varikliams tokiose programose kaip robotai. Dirbtinis raumuo išsiplės arba susitrauks, kai jam bus taikoma įtampa, tačiau tas pats procesas gali veikti ir atvirkščiai: jei raumuo ištempiamas išorinės jėgos, jis gali generuoti elektrą. Prieš kelerius metus SRI sukūrė nedidelį įrenginį, kuris, įdėtas į bato kulną, leido nešiotojui įkrauti mobilųjį telefoną tiesiog vaikščiojant. Bangų surinkimo sistema iš esmės yra didesnė tos pačios technologijos versija.
SRI tyrėjai sukūrė savo generatorių tarp dviejų elektrodų, kurie yra pagaminti iš riebaus polimero, kuriame yra laidžių medžiagų, įterpdami komerciškai prieinamą guminę medžiagą. Tada guminis lakštas ir elektrodai suvyniojami kaip ritinys, kad susidarytų tuščiaviduris vamzdis. Kai vamzdis traukiamas išorinės jėgos, gumos sluoksnis ištempiamas plonai, todėl tarpas tarp elektrodų susiaurėja. Iš pradžių maža baterija suteikia įtampą per elektrodus; Kai guma spyruokliuoja atgal į pradinę formą, ji verčia elektrodus atskirti, padidindama įtampą tarp jų. Šią energijos perteklių galima išsiurbti, kad būtų sukurta srovė. Dalis šios srovės grįžta į sistemą, todėl baterija naudojama tik pirmam ciklui.
Mokslininkai neseniai išbandė sistemą prie Floridos krantų. Pora kvadratinių metrų gumos, susuktos į tuščiavidurio vamzdžio formą, buvo pritvirtinta prie svarmens ir sumontuota plūduro centre. Kai plūduras svyruoja vandenyje, svoris kyla ir nukrenta, pakartotinai ištempdamas gumą ir leisdamas jai atšokti, generuodamas elektrą.
Kol kas šis prototipas gamina tik apie penkis vatus galios – pakankamai mažai lemputei. Tačiau kadangi guma yra plona – apie 0,1 milimetro storio – galima susukti daug daugiau jos ir vis tiek tilpti į tą patį plūdurą. Maždaug metro ilgio ir pusės metro storio gumos pluoštas su optimizuota elektronika ir patobulinta plūduro konstrukcija galėtų generuoti kilovatą elektros energijos, sako Kornbluh. Tada virtinė plūdurų ar didesnių plūduriuojančių konstrukcijų galėtų generuoti pastebimą elektros energijos kiekį. (Tūkstantis plūdurų galėtų aprūpinti maždaug 750 namų.) Alternatyvus dizainas galėtų apimti panardintus gumos lakštus, kurie generuoja energiją, nes dėl srovių ar potvynių jėgos jie varstyti pirmyn ir atgal. Tokia sistema gali pasirodyti atsparesnė nei turbinos, neseniai naudotos Rytų upėje Niujorke: pasirodė, kad jų mechaninės dalys neatlaikė potvynio jėgų.
SRI sistema sukuria aukštą įtampą, siekiančią kilovoltų. Tai buvo batų generatoriaus problema, kuriai reikėjo transformatoriaus, kad įtampa būtų sumažinta tiek, kad jis neapkeptų mobiliųjų telefonų ir kitų prietaisų, bet vis tiek turėjo tilpti į batą. Tačiau naudojant plūdurą, aukšta įtampa yra pranašumas, nes ji leidžia efektyviau perduoti elektrą atgal į krantą povandeniniais kabeliais. Pagrindinis iššūkis judant į priekį, pasak mokslininkų, yra sukurti patikimą gamybos procesą. Neseniai atlikti sistemos bandymai taip pat pabrėžė, kaip svarbu sukurti naujus plūdurus, kurie geriausiai reaguotų į bangas generuojant energiją. Ir jie turės sukurti elektroniką, kuri, keisdama polimero įtampą, galėtų pakeisti sistemos standumą, kad ji prisitaikytų prie skirtingų oro sąlygų.
Pirmieji komerciniai sistemos pritaikymai greičiausiai bus navigacijos, ryšių ir jutiklių plūdurų maitinimo sistemose, kurios gali atsirasti per dvejus metus, apskaičiavo Kornbluh. Tačiau gali praeiti nuo penkerių iki dešimties metų, kol sistema bus pradėta naudoti didelio masto elektros gamybai.
Tai labai įdomu, sako Rėjus Baughmanas , Teksaso universiteto Dalase chemijos profesorius. Tai daug žadanti energijos rinkimo kryptis ne tik nuotoliniams vandenyno įrenginiams, bet ir galbūt didesnio masto energijos rinkimui.