Os cientistas criam bandeiras que podem gerar energia elétrica usando energia eólica e solar

As novas bandeiras de energia eólica e solar foram desenvolvidas usando tiras piezoelétricas flexíveis e células fotovoltaicas flexíveis.

As novas bandeiras de energia eólica e solar foram desenvolvidas usando tiras piezoelétricas flexíveis e células fotovoltaicas flexíveis.

Tiras piezoelétricas permitem que a bandeira gere energia por meio do movimento, enquanto a energia fotovoltaica é o método mais conhecido de aproveitar a energia elétrica usando células solares.

O estudo, conduzido por pesquisadores da Universidade de Manchester, é o mais avançado do gênero até agora e o primeiro a coletar simultaneamente energias eólica e solar usando bandeiras invertidas. A pesquisa foi publicada na revista Applied Energy.

Os recém-desenvolvidos sinalizadores de captação de energia são capazes de alimentar sensores remotos e eletrônicos portáteis de pequena escala que podem ser usados ​​para sensores ambientais, como monitorar a poluição, os níveis sonoros e o calor, por exemplo.

Os cientistas criaram bandeiras que podem gerar energia elétrica usando energia eólica e solar. As novas bandeiras de energia eólica e solar foram desenvolvidas usando tiras piezoelétricas flexíveis e células fotovoltaicas flexíveis.
Crédito: Dr. Mostafa Nabawy, Universidade de Manchester

O objetivo do estudo é permitir soluções de coleta de energia baratas e sustentáveis ​​que possam ser implantadas e deixadas para gerar energia com pouca ou nenhuma necessidade de manutenção. A estratégia é conhecida como “implantar e esquecer” e é o modelo de previsão que as chamadas cidades inteligentes adotarão quando usarem sensores remotos.

Jorge Silva-Leon, da Escola de Mecânica, Aeronáutica e Engenharia Civil de Manchester e principal autor do estudo, diz: “Sob a ação do vento, as bandeiras que construímos dobram de um lado para o outro de uma forma repetitiva, também conhecida como Oscilações de ciclo-limite, o que os torna perfeitamente adequados para a geração uniforme de energia a partir da deformação de materiais piezelétricos. Simultaneamente, os painéis solares trazem um duplo benefício: eles atuam como uma massa desestabilizadora que desencadeia o início de movimentos de flapping em velocidades mais baixas do vento. Claro que são capazes de gerar eletricidade a partir da luz ambiente.

O Dr. Andrea Cioncolini, co-autor do estudo, acrescentou: “As energias eólica e solar normalmente têm intermitências que tendem a compensar umas às outras. O sol geralmente não brilha durante as tempestades, enquanto dias calmos com pouco vento são geralmente associados a sol brilhante. Isto torna as energias eólica e solar particularmente adequadas para a colheita simultânea, com vista a compensar a sua intermitência. “

A equipe usou e desenvolveu técnicas de pesquisa exclusivas, como captura rápida de imagens de vídeo e rastreamento de objetos, com análise avançada de dados para provar que suas bandeiras funcionavam. Os harvesters desenvolvidos foram testados em velocidades de vento que variam de 0 m / s (calma) a cerca de 26 m / s (tempestade / vendaval) e 1,8 kLux de exposição constante à luz, simulando uma ampla gama de condições ambientais. Sob essas condições de operação, foram geradas saídas totais de energia de até 3-4 mili-Watts.

Dr. Mostafa Nabawy, co-autor do estudo, diz: “Nossos sinalizadores invertidos piezo / solares foram capazes de gerar energia suficiente para uma gama de sensores de baixa potência e eletrônica que operam na faixa de potência de micro-Watt a mili-Watt dentro de um várias aplicações práticas em aviônica, locais remotos terrestres e marítimos e cidades inteligentes.Esperamos desenvolver ainda mais o conceito para suportar aplicações mais exigentes em termos de energia, como uma estação de carregamento geradora de energia ecológica para dispositivos móveis “.

O Dr. Alistair Revell, coautor do trabalho, destaca as direções atuais e futuras da pesquisa dizendo: “Atualmente estamos usando uma nova estrutura computacional para modelagem e simulação desenvolvida na Universidade de Manchester, com base em uma longa tradição de Dinâmica dos Fluidos Computacional em O uso de computadores para modelar interações fluido-estrutura é cada vez mais referido como engenharia virtual e desempenha um papel fundamental no desenvolvimento de dispositivos, reduzindo o número de modelos que precisam ser fabricados e testados fisicamente. “

Materiais fornecidos pela Universidade de Manchester.

Referência: Jorge Silva-Leão, Andrea Cioncolini, Mostafa R.A. Nabawy, Alistair Revell, Andrew Kennaugh. Aproveitamento simultâneo de energia eólica e solar com bandeiras invertidas. Energia aplicada, 2019; 239: 846 DOI: 10.1016 / j.apenergy.2019.01.246