Пьезо-дерево вырабатывает электроэнергию
Команда ученых из Корнелльского университета произвела сбор урожая из "пьезо-дерева", которое использует шелест "листвы" на пьезоэлектрической основе для производства электроэнергии.
Названная "пьезо-деревом", система в состоянии преобразовать энергию ветра в электричество будучи при этом легковесной, несложной в установке и дешевой. Исследователи отметили, что в опытном образце, гибкую пластину и пленку заставляют колебаться так же, как лист дерева или флаг на ветру. Колеблющееся движение листьев происходят из-за неустойчивости аэро-эластичной системы.
"Пьезо-дерево" было сделано с помощью гибкого пьезоэлектрического материала Флуорид Поливинилиден (PVDF), и оно может противостоять непредсказуемым скоростям ветра. В базовой конструкции один край элемента PVDF устанавливается к цилиндрическому телу необтекаемой формы, а другой край остается свободным. Порыв вихря создается, когда ветер дует в сторону этого необтекаемого тела, и периодический перепад давлений заставляет пьезо-лист сгибаться по направлению воздушного потока. После выпрямления, электричество с помощью двухполупериодного выпрямительного моста сохраняется в конденсаторе, а сигнал переменного тока собирается у колеблющегося пьезо-листа, который работает как периодически сгибаемая модель.
Из-за слабого пьезоэлектрического коэффициента напряжения Фторида Поливинилидена, уровень электричества в предварительном генераторе Пьезо-листа равен примерно 100 pW, что не дает возможности зажечь даже обычный светодиод. Тогда, ученые попытались поместить часть пластмассовой пленки до конца листа вдоль направления воздушного потока. Это увеличило мощность энергии приблизительно в 100 раз при тех же условиях. Также, проводились ряд экспериментов с использованием материалов различной гибкости, формы и плотности полимера и пластмассовой пленки, приводящей к различным результатам производства энергии.
Недавнее исследование показывает, что особый вертикальный стебель, и установка листьев в горизонтальной плоскости может увеличить выходную мощность устройства. В будущем исследователи планируют создать устройства на подобии мини-заводов с сотнями, или тысячами пьезо-листьев для практического применения. Прочная конструкция и простое "чешуйчатое" содержание устройства позволяют использовать такое "пьезо-дерево" в различных сферах деятельности, служа как уникальное и мощное средство производства электроэнергии.
