Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Эластичные роботизированные генераторы открывают новые идеи захвата энергии

Эластичные роботизированные генераторы открывают новые идеи захвата энергии
Появляется новый класс упругих преобразователей энергии, способных улавливать энергию от различных движений. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) настаивает на их развертывании, первом в серии странных, изогнутых волновых конструкций.


NREL заявляет, что конструкции DEEC-Tec (технологии распределенных встроенных преобразователей энергии) будут лежать в воде, позволяя волнам деформировать их во всех направлениях и получать электричество «почти от всех физических движений или динамических изменений формы».

Вместо привода в действие турбины или объединения их для приведения в действие внешнего генератора, они будут построены с использованием множества небольших гибких генераторов, каждый из которых действует как мышечное волокно, производя собственную энергию.

В одном из таких генераторов используются диэлектрические эластомеры, впервые появившиеся в конце 1990-х годов. Согласно обзору 2020 года, опубликованному в Advanced Intelligent Systems, они по существу состоят из слоя деформируемого эластичного диэлектрического материала, покрытого электродами, образующими переменный конденсатор.


Новые эластомерные генераторы могут получать энергию практически от любого движения.

У них наименьшая емкость в ненагруженном состоянии, и любое отклонение от исходного состояния увеличивает их емкость, будь то растяжение, скручивание, сжатие или изгиб в любом направлении. При пиковой деформации они заряжаются через электроды, в результате чего их емкость становится равной ненапряженному состоянию, а эластичность работает против электрического заряда, возвращая их в состояние наименьшей емкости, производство больше энергии, чем было использовано для создания заряда вначале.

Как и в случае с турбинными генераторами, эти устройства могут работать в обоих направлениях, либо собирая энергию от внешних деформационных сил, либо расходуя энергию на работу в качестве исполнительных механизмов. Они также могут действовать как датчики, обеспечивая постоянную обратную связь о том, насколько растянуты по сравнению с их нормальным состоянием, и, по сути, давая информацию, из которой можно определить, сколько заряда нужно применить в данный момент времени.

В 2019 году в Шотландии был испытан генератор диэлектрического эластомера в виде резиновой мембраны на конце воздушной трубки. Он продемонстрировал способность собирать энергию как тогда, когда высокое волновое давление выталкивало воздух вверх в трубку, немного надувая резину, как воздушный шар, так и когда низкое волновое давление всасывало столб воздуха и тянуло мембрану вниз вместе с ним.

Но планы NREL идут намного дальше. Волны не только поднимаются и опускаются, они производят почти случайное движение практически во всех направлениях. Генераторы DEEC-Tec будут иметь минимально возможную прочную конструкцию. Они будут почти полностью гибкими, что позволит собирать кинетическую энергию, когда бы она ни поступала.


Установки в виде стены на морском дне могут генерировать энергию за счет движений изгиба и скручивания или автоматически, роботизированно позиционировать себя, чтобы воспользоваться преимуществами условий.

Шатающаяся, гибкая структура, построенная из сотен или тысяч крошечных эластомерных генераторов, каждый из которых требует точного приложения заряда в определенные моменты, безусловно, может быть сложной для управления. Но вполне разумно полагать, что система глубокого обучения ИИ сможет понять это и быстро адаптироваться к изменяющимся условиям.

И природа этих диэлектрических эластомеров как датчика, генератора и исполнительного механизма в одном даст системе управления беспрецедентную способность изменять структуру, как мягкий робот, когда есть преимущество в принятии другой формы.

К тому же генераторы диэлектрических эластомеров здесь не единственный вариант; команда так же счастлива включить генераторы ионно-диэлектрических эластомеров, магнитострикционные генераторы и все остальное, что может иметь отношение к данному проекту в комбинации.


Тяжелый вес, удерживаемый в форме воздушного шара, заполненного гибкими генераторами с сеткой, может вызывать инерционное движение в любом направлении, что подчеркивает гибкость этих конструкций.

NREL предлагает конструкции в форме стены и змеи для улавливания энергии волн, а также тяжелый шар внутри воздушного шара, наполненного упругими генераторами с сеткой, которые могут собирать инерционную энергию от движения, а также от деформации формы воздушного шара. Команда говорит, что в конечном итоге его можно будет использовать в одежде для сбора энергии и даже в зданиях или дорогах.

Команда NREL сообщает, что эти вещи можно легко изготовить из недорогих экологически чистых материалов. Они обеспечивают определенную степень избыточности: даже если несколько генераторов в данной структуре сломаются и перестанут работать, в сети все равно будут работать сотни других. В целом, команда надеется доказать, что такой тип генератора волновой энергии дешев, безопасен, не требует особого обслуживания, масштабируем и способен внести достойный вклад в энергосистему.

Пока что есть много неизвестных, в том числе, какие материалы, датчики и конструкции обеспечат наилучшую эффективность преобразования энергии, долговечность и устойчивость к коррозионной природе морской воды. Но интересно посмотреть, что они придумают.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Ученые научились уничтожать жировые отложения в любом месте тела

Ученые научились уничтожать жировые отложения в любом месте тела

Жировые клетки профессионального спортсмена могут выглядеть совершенно иначе, чем клетки человека, страдающего ожирением, и технологии, позволяющие сделать одни из них более похожими на другие, могут открыть новые мощные методы лечения этого заболевания.

Ученые сообщают о захватывающем прогрессе в этой области, демонстрируя, как положительно заряженные наноматериалы можно вводить в нездоровый жир, чтобы вернуть его в здоровое состояние, закладывая основу для лечения, которое избирательно воздействует на жировые отложения в любом месте тела. Исследование, проведенное учеными из Колумбийского университета, было опубликовано в двух статьях и посвяще...
04.12.22 10:46
0
0
Телескоп Джеймса Уэбба дает беспрецедентное изображение призрачного света в скоплениях галактик

Телескоп Джеймса Уэбба дает беспрецедентное изображение призрачного света в скоплениях галактик

В скоплениях галактик есть часть звезд, которые уходят в межгалактическое пространство, потому что их вытягивают огромные приливные силы, возникающие между галактиками в скоплении. Свет, излучаемый этими звездами, называется внутрикластерным светом и очень слаб.

Его яркость составляет менее 1% от яркости самого темного неба, которое мы можем наблюдать с Земли. Это одна из причин, почему изображения, сделанные из космоса, очень ценны для их анализа. Инфракрасные волны позволяют исследовать скопления галактик иначе, чем с помощью видимого света. Благодаря его эффективности в инфракрасном диапазоне и четкости изображений телескопа Джеймса Уэбба, исследовате...
03.12.22 13:46
0
0
Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Первичные черные дыры — удивительные космические тела, которые активно исследуются астрофизиками всего мира. Исходя из названия, это черные дыры, которые появились на заре существования Вселенной, менее чем через секунду после Большого взрыва.

Теоретическая физика предполагает, что за долю секунды до образования Вселенной пространство не было полностью однородным, поэтому более плотные и горячие области могли коллапсировать в черные дыры. В зависимости от того, когда именно они образовались в течение этой доли секунды, эти первичные черные дыры могли быть очень разной массы и связанными с ней характеристиками.Некоторые физики-теоретики ...
02.12.22 09:01
0
0
Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Ученые из Йельского университета обнаружили упускаемый из виду механизм, который может стоять за симптомами болезни Альцгеймера. Команда указала на небольшие опухоли на аксонах возле бляшек, которые накапливаются в мозгу, и определила белок, который может быть биомаркером для раннего выявления заболевания, а также мишенью для будущих методов лечения.

В течение десятилетий преобладающая гипотеза о причине появления болезни Альцгеймера, вращалась вокруг амилоидных бляшек — запутанных скоплений белка бета-амилоида. Их накопление в мозгу пациентов с деменцией постоянно наблюдается с тех пор, как Алоис Альцгеймер впервые изучил ее более века назад. И ученые сосредоточили бы большую часть исследований на уменьшении и удалении этих бляшек, но, к сож...
01.12.22 10:16
0
0
Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания продвигается вперед с проектом Greensands - инициативой, которая позволит перекачивать огромное количество уловленного углерода на нефтяную вышку в Северном море и закачивать его, чтобы изолировать в формациях песчаника, которые когда-то содержали нефть и газ.

После получения в декабре прошлого года крупнейшего разового гранта в истории Дании (около 26 миллионов евро (27 миллионов долларов США) руководитель проекта Ineos Energy привлек британскую инженерно-консалтинговую компанию Kent для «проведения скрининговых исследований, охватывающих цепочку создания стоимости CCS от береговых участков улавливания, сжижения, берегового хранения, транспортировки и ...
29.11.22 20:01
0
0
Бестопливные генераторы - альтернатива традиционной энергетике

Бестопливные генераторы - альтернатива традиционной энергетике

Какой будет энергетика через 30-50 лет зависит от технологий, которыми человечество обладает или тех, которые уже находятся на стадии промышленного внедрения.

Какой будет энергетика через 30-50 лет зависит от технологий, которыми человечество обладает или тех, которые уже находятся на стадии промышленного внедрения. Несмотря на энергетический кризис в Европейских странах, век ископаемого топлива подходит к концу. Эта тематика актуальна сегодня, как никогда, и для России. "Наша задача сегодня заключается не только в том, чтобы дырки в земле сверлить, газ...
15.11.22 17:22
0
-2
Рекордный запас энергии: морской прототип работает с перегрузкой в течение 24 часов

Рекордный запас энергии: морской прототип работает с перегрузкой в течение 24 часов

Прототип ветряной турбины зафиксировал необычайный общий объем производства возобновляемой энергии за один день, обеспечив огромные 359 мегаватт-часов за 24-часовой период времени. Чтобы сделать это, он должен был работать с превышением номинальной мощности практически весь день.

Siemens Gamesa SG 14-222 DD — одна из крупнейших в мире ветряных турбин, равная номинальной мощности 14 МВт самых больших турбин GE Haliade-X и лишь немного уступающая гигантским буровым установкам Vestas мощностью 15 МВт и безоговорочному чемпиону мира по шельфовым установкам - чудовищному MingYang 16 МВт.Серийное производство SG 14-222 DD запланировано на 2024 год. В нем используются три колосса...
12.10.22 06:43
0
1
Крупнейшая в мире проточная батарея подключена к сети в Китае

Крупнейшая в мире проточная батарея подключена к сети в Китае

В китайском городе Далянь была запущена ведущая в мире новая система хранения энергии, которая будет ежедневно снабжать энергией до 200 000 жителей.

Имея начальную мощность 400 МВт/ч и выходную мощность 100 МВт, аккумулирующая электростанция Dalian Flow Battery будет служить источником энергии для города и способствовать освоению возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия. Будучи проточной ванадиевой батареей, новая система накопления энергии отличается от обычных литий-ионных батарей, используемых в современных эл...
03.10.22 12:46
0