Źródło energii dla boi? Nie należy szukać dalej niż w samym oceanie

Naukowcy opracowali nanogeneratory triboelektryczne, które mogą być wbudowane bezpośrednio w boje nawigacyjne, aby dostarczać energię elektryczną z fal oceanicznych. 

Podczas wirtualnej konferencji AIP Publishing Horizons – Energy Storage and Conversion, która odbywa się w dniach 4-6 sierpnia, Cátia Rodrigues z Uniwersytetu w Porto omówi perspektywy wykorzystania generatorów prądu w oceanie w celu rozwiązania problemów energetycznych związanych z eksploracją mórz. 

Prezentacja zatytułowana "Performance of triboelectric nanogenerators based on rolling spheres motion under realistic water waves conditions," będzie dostępna podczas trzydniowej konferencji.

Tradycyjnie stosowane technologie pozyskiwania energii, takie jak panele fotowoltaiczne czy turbiny wiatrowe, mają kilka ograniczeń – przede wszystkim ich nieciągłość i niezdolność do utrzymania ciągłej pracy. W przypadku braku światła czy wiatru żadne z nich nie jest w stanie dostarczyć energii.

Niezawodne rozwiązanie

W przypadku boi oceanicznych potencjalne rozwiązanie jest wszechobecne: energia fal. Przewidywalne i spójne, fale oceanu mogą być wykorzystane do zasilania boi nawigacyjnych.

– Mimo to, rozwój konwerterów energii fal nie wykorzystał jeszcze pełnego potencjału ze względu na brak konsensusu technologicznego, niekonkurencyjne koszty wytwarzania energii oraz nieregularny i niskiej częstotliwości charakter fal na morzu – powiedział Rodrigues.

Zespół opracował nanogeneratory triboelektryczne (TENG) – urządzenia, które przekształcają falowanie w energię elektryczną. Nanogeneratory mogą być wbudowane bezpośrednio w boje nawigacyjne, aby dostarczać energię elektryczną. 

Testując TENG w skali 1:8 w rzeczywistych warunkach, zespół badawczy ustalił, że maksymalne napięcie może być generowane, gdy fale występują na wysokości 0,1 metra mniej więcej co 2,6 sekundy – co odpowiada naturalnemu okresowi pracy boi. Nawet gdy fale są niespójne i powolne, wydajność konwersji energii w TENGs jest znacznie większa niż w przypadku standardowych generatorów.

– Jeśli chodzi o energię fal, nadal istnieją pewne istotne wyzwania dla realnego wdrożenia technologii konwersji, głównie związane z nieregularnym charakterem fal i rozkładem energii zarówno w przypadku parametrów takich jak kierunek czy częstotliwość – powiedział Rodrigues.

Planowo prototyp zostanie umieszczony w portugalskim porcie Figueira da Foz.