عکس| دستگاه ارزان‌قیمتی که می‌تواند انرژی نسیم را به برق تبدیل کند

الهه جعفرزاده: هنگامی که این دستگاه در معرض بادهایی با سرعت کمتر از دو متر بر ثانیه قرار گیرد، می‌تواند ولتاژی معادل سه ولت تولید کند؛ برق تولیدی حاصل از این دستگاه چیزی حدود 290 میکرووات است. همچنین این دستگاه، توانایی ارسال داده‌های حاصل از تبدیل انرژی را به تلفن همراه یا رایانه دارد.

دستگاهِ بهره‌برداری از باد، جایگزین باتری‌ها می‌شود

دانشمندان می‌گویند این اختراع پتانسیل آن را دارد که جایگزینی مناسب برای باتری‌ها در تأمین انرژی چراغ‌های دیود ساطع‌کننده نور (یا همان LED) و سنسورهای کنترل سلامت باشد. حسگرهای کنترل سلامت معمولاً در سازه‌های شهری مانند پل‌ها و برج‌ها جهت نظارت بر سلامتِ سازه استفاده می‌شوند و مهندسان را در مورد مسائلی چون ناپایداری یا احتمال آسیب فیزیکی آگاه می‌سازند.

دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند می‌توان این دستگاه را در کناره‌های ساختمان‌ها در محیط‌های شهری، مانند حومه سنگاپور که میانگین سرعت باد کمتر از ۲.۵ متر بر ثانیه است، نصب کرد. این کار باعث می‌شود ساختمان‌ها با استفاده از پنل‌های خورشیدی در دیواره‌های کناری خود که رو به خورشید است و از دستگاه‌های بهره‌برداری از باد که در دیواره‌های کناری دور از خورشیدند، برق تولید کنند.

پروفسور یانگ یاوون، مهندس سازه از دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست که این پروژه را مدیریت می‌کند، گفت: «تولید انرژی بادی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر و پاک، مسئله‌ای قابل‌توجه است؛ دستگاهی که ما ساخته‌ایم به عنوان یک جایگزین بالقوه برای باتری‌های لیتیومی عمل می‌کند. با این دستگاه، می‌توان منبع انرژی پایا را برای شارژ کردن باتری‌ها و روشن کردن چراغ‌های ال‌ای‌دی‌ مهار کرد».

او اظهار داشت: این ماشین بهره‌برداری از باد، خودکفا است و فقط گاهی به تعمیرات جزئی نیاز دارد، این دستگاه از فلزات سنگین استفاده نمی‌کند و همین یک مزیت است؛ چرا که فلزات اگر به طریق درست در طبیعت دفع نشوند، مشکلاتی بسیاری را برای محیط ‌زیست ایجاد خواهند کرد.

این ابتکار و نوآوری، اخیراً مورد توجه حوزه صنعت قرار گرفته و تیم تحقیقاتی NTU نیز برای تجاری‌سازی اختراع خود در تلاش است.

این مطالعه که می‌تواند به کاهش زباله‌های الکترونیکی و یافتن منابع جایگزین برای انرژی کمک کند، نشان‌دهنده تعهد گروه NTU برای کاهش تأثیر مخرب انسان بر محیط‌زیست است؛ که این مسئله یکی از چهار چالش بزرگ بشریت است. این تیم تحقیقاتی با مطالعات خود در این زمینه می‌کوشد به آن رسیدگی کند.

سوار بر باد

این دستگاه، برای مهار انرژی باد به شکلی کارآمد، با کمترین هزینه و با فرسودگی ناچیز ساخته شده است؛ بدنه آن از الیاف اپوکسی (پلیمری بسیار بادوام) ساخته شده به همراه یک قطعه‌ی متصل که با باد در تعامل است، این قطعه هم از مواد ارزان‌قیمتی مثل مس، فویل آلومینیوم و پلی تترا فلوئورواتیلن (یا پلیمرتفلون) تشکیل شده است.

به دلیل طراحی داینامیکی این دستگاه، هنگامی که قطعه‌ی دریافت‌کننده‌ی انرژی در معرض جریان باد قرار می‌گیرد، شروع به ارتعاش می‌کند و باعث می‌شود صفحه آن به درپوش نزدیک شده و از آن خارج شود؛ این فرایند سبب تشکیل بارهای الکتریسیته می‌گردد و درنهایت جریان الکتریکی را از فویل آلومینیومی به صفحه مسی منتقل می‌کند.

در کارآزمایی‌های آزمایشگاهی مشخص شد این دستگاه می‌تواند 40 ال‌ای‌دی را به طور مداوم با سرعت باد 4 متر بر ثانیه تغذیه کند. همچنین می‌تواند یک دستگاه حسگر را راه‌اندازی کند و انرژی کافی برای ارسال اطلاعات دمای اتاق به تلفن همراه به‌صورت بی‌سیم داشته باشد.

این موضوع نشان می‌دهد که دستگاه مدنظر نه‌تنها می‌تواند الکتریسیته تولید کند تا به طور مداوم یک دستگاه را تغذیه کند، بلکه قادر است بار اضافی الکتریکی را در خود ذخیره کند؛ که این عملکرد برای روشن نگه‌داشتن دستگاه برای طولانی‌مدت، در صورت نبودِ باد، بسیار مفید است.

پروفسور یانگ گفت: «انرژی باد، از منابع تجدیدپذیر انرژی است؛ این انرژی آلوده نمی‌شود، پایان‌ناپذیر است و استفاده از سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد [سوخت‌های فسیلی منشأ گازهای گلخانه‌ای هستند و باعث گرم شدن کره زمین می‌شوند]. اختراع ما به طور مؤثری انرژی باد را به کار می‌گیرد؛ این منبع انرژی پایدار برای شارژ باتری‌ها و چراغ‌های ال‌ای‌دی، پتانسیل خود را به‌عنوان یک مولد انرژی جهت تأمین انرژی نسل بعدیِ الکترونیک که اندازه کوچک‌تری دارند و نیازمند انرژی کمتری هستند، نشان می‌دهد».

تیم NTU، تحقیقات بیشتری را برای تقویت عملکرد ذخیره انرژی در این دستگاه و بهبود توان خروجی آن انجام خواهد داد.

این تیم همچنین در حال ثبت اختراع خود به صورت رسمی است.

منبع: sciencedaily