Необычную систему, вырабатывающую электричество из капель дождя, испытывают специалисты французской компании CEA-Leti и Национального политехнического института в Гренобле, работающие в совместном инновационном центре Minatec.
Один из авторов новинки, Томас Джагер, говорит, что сбор энергии дождевых капель позволит получать ток для маломощных устройств (типа датчиков на зданиях и сооружениях) в отсутствие солнца (в ненастную погоду фотоэлектрические батареи беспомощны).
Чтобы выяснить, сколько электричества может дать дождь, Томас и его коллеги построили опытную установку, в которой капли воды падают с высоты на тонкую пластину из поливинилиденфторида (PVDF). Когда капли ударяют в пластинку толщиной 25 микрометров, в ней возникают механические колебания, кратковременно генерирующие ток. Особенно авторов этих опытов интересовала зависимость эффективности работы устройства от размера и скорости капель. И то, и другое построенная установка позволяла варьировать в широких пределах. Например, поперечник капель менялся от 1 до 5 миллиметров. Так выяснилось, что для пьезогенератора наибольшую выгоду представляют крупные капли, падающие сравнительно медленно. Скоростные капли гораздо больше теряют энергию при разбрызгивании от удара, нежели передают её пластине.
Поставляемая установкой непрерывная (средняя) мощность зависит от размера капель, частоты их падения и площади собирающего дождь пьезоэлектрика. Исследователи высчитали, что энергия, которую несёт одна капля дождя, колеблется от 2 микроджоулей до 1 миллиджоуля в зависимости от диаметра капли. Установка же Гуйона со товарищи, обладавшая крошечной "целью" для капель, выдавала минимум 1 микроватт постоянной мощности во время искусственного дождя. При этом самые крупные капли давали кратковременную "вспышку" в 12 милливатт. А вообще же, утверждают авторы эксперимента, подобная система с пластинкой площадью в несколько квадратных сантиметров, может выдавать от нескольких микроватт до 10 милливатт непрерывной мощности.
Также учёные посчитали запасы энергии в падающих каплях, в дождях, идущих над Францией. Получилось, что один квадратный метр земли может выдать "от дождей" 1 ватт-час электричества в год. На таком "урожае" промышленных станций не построишь. Но, по мнению разработчиков генератора, капли могут поставлять небольшие порции даровой энергии там, где трудно и дорого менять батарейки: в различных электронных устройствах, работающих во внешнем мире. Также бесплатную энергию от непрерывного дождя может получать электроника, установленная в градирнях. |
