Jest nim… deszcz. Niekoniecznie mile widziany, gdy akurat planujemy wyjść z domu, ale bardzo pożądany, gdy zaczyna nam zagrażać susza. Teraz, dzięki dokonaniom naukowców z chińskiego Uniwersytetu Tsinghua, deszcz powinien mieć jeszcze większe grono zwolenników. Co dokładnie zrobili autorzy projektu, o którym piszą na łamach iEnergy?
Czytaj też: Geotermalna rewolucja w produkcji energii. Ta firma wie, jak wykorzystać ją na całym świecie
Podstawę ich pomysłu, co może zaskakiwać, stanowi układ paneli stosowany w ogniwach słonecznych. Za jego sprawą członkowie zespołu badawczego postanowili wykorzystać energię generowaną przez spadające krople deszczu, aby pozyskiwać w ten sposób elektryczność. Takie podejście nie zapewni rzecz jasna stałego źródła energii, ponieważ deszcz musiałby wtedy padać nieustannie, lecz mogłoby stanowić uzupełnienie dla obecnie stosowanych technologii.
Dzięki dokonaniom innych naukowców w tej dziedzinie, obecnie dostępne są tzw. nanogeneratory tryboelektryczne. I choć takie urządzenia mają bardzo wysoką chwilową moc wyjściową, to jeśli myślimy o produkcji znaczących ilości energii, wtedy musielibyśmy skorzystać z dużej ilości nanogeneratorów. Niestety, taki manewr sprawia, że zmniejszona zostaje moc wyjściowa podpiętych urządzeń. Próbując opracować wydajniejsze metody, naukowcy, którymi kierował Zong Li, postanowili zaczerpnąć inspiracji z paneli słonecznych.
Warto najpierw wyjaśnić, w jaki sposób dochodzi do wytwarzania energii z wykorzystaniem spadających kropel deszczu. Gdy na powierzchnię panelu opada kropla, to ma ona dodatni ładunek, podczas gdy sama powierzchnia – ujemny. Kluczem do szczęścia jest różnica między tymi ładunkami. Oczywiście ilość energii wytwarzana przez pojedynczą kroplę jest znikoma, lecz na większą skalę możemy już mówić o realnych wartościach.
Deszcz jako źródło energii? Taka koncepcja była już sprawdzana, lecz nowa metoda zapewnia wyższą wydajność
Wykorzystując generatory mostkowe z różnymi rozmiarami podelektrod i panelami o różnej grubości, badacze doszli do wniosku, że panele zbudowane z generatorów typu bridge array są od siebie niezależne. To dobra wiadomość, ponieważ oznaczało to, iż można będzie uniknąć niepotrzebnych strat mocy. W obecnej formie proponowane rozwiązanie jest nawet 5-krotnie skuteczniejsze od wcześniej opracowanych.
Czytaj też: Polska w gronie światowych liderów. Jesteśmy fotowoltaiczną potęgą
Moc wyjściowa wynosi około 200 watów na metr kwadratowy. Poza tym badacze odnotowali, że zwiększając grubość powierzchni powinni być w stanie dodatkowo zwiększyć wydajność generatorów. Taka metoda mogłaby być szczególnie przydatna tam, gdzie deszcze – kiedy już nadejdą – mogą padać przez dłuższy czas, dostarczając w ten sposób energii. Naturalnie, na myśl przychodzą przede wszystkim strefy podzwrotnikowa i międzyzwrotnikowa. Właśnie w nich mówimy o porze deszczowej, w czasie której deszcze mogą trwać przez nawet kilka tygodni.
