Поиск новых технологий для эффективного использования энергии ветра в городских условиях приводит к необычным решениям.
Компактный, надежный и, вместе с тем, достаточно мощный ветрогенератор, который можно было бы установить буквально на крыше любого здания – вот что необходимо современному городу. Причем реагировать он должен на любой, даже легкий ветерок, недостаточный для того, чтобы раскрутить гигантские лопасти традиционных энергетических ветряков.
Вместо них группа китайских ученых из университета Чиатонг (провинция Ченджу) предлагает более чувствительные элементы, по виду напоминающие пластиковые травинки. Тончайшие гибкие нити выполнены из нановолокна с напылением из оксида индия и олова (ITO) на верхних концах. Они устанавливаются на эластичной основе блоками в шахматном порядке и улавливают буквально малейшие движения воздуха.
Колеблясь под действием ветра, «травинки» трутся друг о друга, при этом напыленные участки скользят вдоль нанонитей, что способствует обмену свободными электронами и генерирует ток благодаря трибоэлектрическому эффекту. Производство подобных генераторов не требует особо сложного оборудования и дорогостоящих материалов. К тому же размещать его можно на любой свободной поверхности современного здания практически без ограничений.
При этом использование трибоэлектрического эффекта в данном случае обещает больший коэффициент полезного действия, нежели пьезоэлектрические технологии, которые еще недавно предполагались основной альтернативой традиционным ветрогенераторам. Так, в ходе практических испытаний опытного образца, блок из 60 нанонитей обеспечивал питание 60-ти светодиодных лампочек даже при скорости ветра, не превышавшей 3-5 м/сек. Впрочем, согласно предварительным расчетам, установка сможет противостоять и ураганным ветрам (>25 м/сек) и при этом также продолжит вырабатывать электричество.
Отраслевые эксперты отмечают, что энергетический «газон» из подобных травинок площадью в 300 м2 сможет обеспечить сбор 7,11 к.вт электроэнергии. К тому же он надежно выжимает энергию даже из переменных воздушных потоков с высокой степенью турбулентности, которые характерны для районов плотной высотной застройки.
Перспективными направлениями дальнейшего совершенствования своего детища авторы проекта считают создание аккумуляторов для хранения избыточной энергии и периодического «сливания» ее в сеть, а также изучение возможностей его комплексного использования с солнечными батареями. В качестве одного из вариантов рассматривается интеграция фотоэлементов непосредственно в каждую из «травинок».
Константин Сергеев
