Главная » Все новости » Ученые разработали перспективную модель для создания электроэнергии
Ученые разработали перспективную модель для создания электроэнергии
Ученые разработали перспективную модель для создания электроэнергии

Ученые разработали перспективную модель для создания электроэнергии

Небольшое устройство для сбора энергии, которое может преобразовывать тонкие механические колебания в электрическую энергию, может использоваться для питания беспроводных датчиков и исполнительных механизмов для использования во всем, от мониторинга температуры и занятости в интеллектуальной среде до биосенсоров в человеческом теле.

В исследовании, недавно опубликованном в журнале Micromechanics and Microengineering, инженеры из Политехнического института Ренсселера разработали прогностическую модель для устройства, которое позволит исследователям лучше понять и оптимизировать его функции.

«Рано или поздно эти харвестеры заменят батареи, сократив связанные с ними экологически опасные отходы и затраты на техническое обслуживание», — сказала Диана-Андра Борка-Ташук, профессор механической, аэрокосмической и ядерной инженерии, руководившая исследованием. К ней присоединились ее коллеги Джон Тичи и Цзинлун Ли.

Эта работа основана на исследовании, опубликованном лабораторией Borca-Tasciuc в Journal of Micromechanics and Microengineering в 2016 году. В то время команда создала и протестировала устройство для сбора энергии из кремния как в лаборатории, так и на вибрирующем воздуховоде HVAC. Устройство могло преобразовывать механическую энергию в электричество, как и предполагалось, но в то время команда не смогла полностью объяснить свои экспериментальные результаты, которые превзошли ожидания. Новая модель отвечает на эти вопросы и позволит исследователям оптимизировать устройство, чтобы вырабатывать больше энергии.

По словам Борка-Ташук, ключевым открытием стало то, что Ли понял, что части устройства деформируются после механического удара, который вызывается вибрациями. Затем Ли создал прогнозную модель, используя серию уравнений, которые представляют динамику устройства, моделируя его массу в сочетании с движением ряда пружин. Эти уравнения движения были важны для определения того, как колебательное движение преобразуется в напряжение. Согласно этой статье, предсказания, показанные моделью, соответствовали экспериментальным результатам, которые команда ранее собрала.

«Эта модель заложила прочную основу для параметрического исследования и помогает раздвинуть границы выходной мощности за счет оптимизации конструкции», — сказал Ли. «Мощное устройство, разработанное нашей группой, вместе с его точной аналитической моделью, является достижением в области сбора энергии и в ближайшем будущем позволит использовать кремниевые автономные источники экологически чистой энергии в микромасштабах».

Небольшое устройство для сбора энергии, которое может преобразовывать тонкие механические колебания в электрическую энергию, может использоваться для питания беспроводных датчиков и исполнительных механизмов для использования во всем, от мониторинга температуры и занятости в интеллектуальной среде до биосенсоров в человеческом теле.

Понравилась запись? Поделись с другом!!!