تولید برق از قطرات باران

پژوهشگران یک دانشگاه در چین، طراحی جدیدی برای فناوری تولید برق از انرژی قطرات باران را توسعه داده‌اند که ظرفیت تولید برق را تا پنج برابر افزایش داده و به ۲۰۰ وات برای هر متر مربع رسانده است. هنگامی که قطرات باران از ابرها فرود می آیند، مقدار کمی انرژی تولید می کنند که می تواند جذب و به الکتریسیته تبدیل شود. این فرآیند را می توان به عنوان شکل کوچکی از انرژی آبی در نظر گرفت که از نیروی جنبشی حرکت آب برای تولید برق استفاده می کند. چندین محقق پیشنهاد کرده‌اند که انرژی جمع‌آوری‌شده از باران می‌تواند به عنوان یک منبع پایدار انرژی پاک و پایدار باشد. با این حال، گسترش این فناوری در مقیاس وسیع‌تر چالش برانگیز است و در نتیجه استفاده عملی از آن را محدود می‌کند.

این دیاگرام نشان می دهد که پنل های D-TENG ممکن است چه شکلی باشند. همچنین نشان می دهد که چگونه ساختار پل، هنگامی که با الکترودهای پایینی ترکیب می شود، می تواند منجر به ذخیره سازی انرژی بهتر شود. منبع : iEnergy ، انتشارات دانشگاه Tsinghua

برای جمع آوری انرژی قطرات باران، دستگاهی به نام نانو ژنراتور تریبوالکتریک (TENG) که از الکتریسیته تماسی مایع-جامد استفاده می کند، نشان داده شده است که با موفقیت برق را از قطرات باران برداشت می کند. این فناوری همچنین با موفقیت انرژی را از امواج و دیگر اشکال تولید انرژی تریبوالکتریک مایع-جامد جمع آوری می کند.

با این حال این دستگاه های نانوژنراتور برق‌مالشی قطره‌ای (D-TENGs) یک محدودیت فنی در زمینه اتصال بیش از یکی از این صفحات (پنل‌) به یکدیگر را دارند که این مساله برق تولیدی کلی را کاهش می‌دهد. یک مقاله که بتازگی انتشار یافته است، در این خصوص توضیح داده است که چگونه مدل‌سازی پنل‌های D-TENG بر اساس آرایه‌های پنل‌های خورشیدی می‌تواند به طور کارآمدتری انرژی قطرات باران را مورد استفاده قرار دهد و از این طریق کاربرد این فناوری را گسترده‌تر می‌سازد. این مقاله بتازگی در نشریه iEnergy منتشر شده است.

زمانی که قطرات باران روی سطح پنل می‌ریزند یک فرایند موسوم به «برق مالشی» (triboelectrification ) انرژی حاصل از باران را تولید و ذخیره‌سازی می‌کند. فناوری ژنراتورهای با طراحی جدید توسعه داده شده در دانشگاه «تسینگهوا» در«شینژن» کشور چین، موجب کاهش اتلاف انرژی شده و اوج (پیک) تولید برق آنها تقریبا پنج برابر ژنراتورهای قبلی است و ظرفیت آن به ۲۰۰ وات برای هر متر مربع می‌رسد که به خوبی مزیت آن را برای تولید برق در سطوح بزرگ نشان می‌دهد.

منابع : “Rational TENG arrays as a panel for harvesting l arge-scale raindrop energy” by Zong Li, Bin Cao, Zhonghao Zhang, Liming Wang and Zhong Lin Wang, 29 June 2023, iEnergy.