Tudjuk, hogy ma a kreativitás alapvető szerepet játszik az energiaszerzés új módjainak létrehozásában. Ebben az esetben a tudósok azt vizsgálják, hogy lehetséges-e hóval áramot termelnek. Téli helyzetekben, ahol fotovoltaikus rendszereket használnak, a hó felhalmozódása komplikációkat okozhat. Kutatók egy csoportja azonban kifejlesztett egy olyan készüléket, amellyel hóból is lehet áramot termelni, ez az innováció nagyon hasznos lehet a hideg területeken.
Hóval áramot termelni
A Kaliforniai Egyetem (UCLA) kifejlesztette az első ilyen eszközt, amely a hóesés előnyeit kihasználva termel áramot. Ez a készülék gazdaságosságával és rendkívül alkalmazkodóképességével tűnik ki, mivel vékony, rugalmas és műanyag lapra hasonlít. Richard Kaner, a tanulmány vezető szerzője és az UCLA anyagtudományi professzora szerint ez az eszköz távoli területeken is működhet, mivel saját energiát termel, akkumulátorok nélkül.
Az eszközt elnevezték hó alapú triboelektromos nanogenerátor (vagy TENG), és statikus elektromossággal termel villamos energiát. A hó és bizonyos anyagok közötti elektroncsere előnyeit kihasználva elektromos töltés keletkezik, amely megragadva energiát termel. A a hó pozitív töltésű ha pedig negatív töltésű szilikonnal érintkezik, elektromos áram keletkezik.
Hogyan termelhet áramot a hó?
Maher El-Kady professzor, az UCLA kémiai és biokémiai kutatási asszisztense elmagyarázta, hogy tanulmánya arra összpontosított, hogyan lehet elektromos töltést kivonni a hóból szilikon segítségével. Számos anyag, például teflon és alumínium összehasonlítása után megállapították, hogy a szilikon a leghatékonyabb ehhez az eljáráshoz.
Télen, közel a A Föld felszínének 30%-át hó borítja, ami kihívás elé állítja azokat a napelemeket, amelyek a hószállingózás hatására veszítenek hatékonyságukból. Az új TENG technológiát be lehetne építeni a napelemekbe, így akár téli körülmények között is áramot termelhetnek.
Ezen a készüléken is vannak alkalmazások téli sportok. Ha felszereléshez, például síléchez vagy bakancshoz rögzíti, pontosan nyomon követheti a fizikai aktivitást, és figyelemmel kísérheti a részleteket, például a mozgásmintákat olyan tevékenységek során, mint a séta vagy a futás.
További vizsgálatok
A japán UCLA fejlesztései mellett a Tokiói Elektronikai Egyetem kutatói a TI Forte startuppal közösen egy másik megközelítéssel kísérleteznek. hóból áramot termelnek. Ez a kutatás a hőmérséklet különbség hó és a környező levegő között. A kísérlet során a havat egy elhagyott úszómedencében tárolják, és a hőcsövek a hóból a hőt egy turbinának adják át, így a napelemekhez hasonlóan, de télre optimalizálva termelnek áramot.
A megtermelt energia attól függ, hogy nagy a hőmérséklet-különbség, ami logisztikai kihívásokat jelent, de a csapat úgy véli, hogy a rendszer hatékonysága olyan magas lehet, mint a napelemeké.
Egyéb lehetőségek a hóra, mint energiaforrásra
Míg a hó villamosenergia-termelésre való felhasználásával kapcsolatos kutatás a korai szakaszában jár, az eredmények ígéretesek. A japán város, Aomori például évente több mint 8 méter havat kap, és elindított egy projektet ennek a megközelítésnek a beépítésére. A korai tesztek kimutatták, hogy a hó- és hőcsövek kombinációja ugyanolyan hatékony lehet, mint a megújuló villamosenergia-termelés más módszerei.
Ezenkívül az olyan országokban, mint Japán, az erős havazású területek nagy hasznot húzhatnak ezekből a rendszerekből. Ahhoz azonban, hogy ez a folyamat méretezhető legyen, szükséges nagy mennyiségű havat tárolni valamint az állandó meleg levegő utánpótlás fenntartása, ami további kihívásokat jelent.
A kutatók továbbra is kutatják a hó felhasználását villamosenergia-termelésre, mivel ez a technológia értékes kiegészítést jelenthet az energiaösszetételhez a kemény télű régiókban, javítva a fenntarthatóságot.
Lehetőség hóból elektromos áram előállítására innovatív és fenntartható lehetőséget jelent a jövő számára. Bár még mindig van munka a technológiai és logisztikai kihívások leküzdésén, a nanogenerátorok és a hőmérséklet-különbségeken alapuló rendszerek kutatása forradalmi jelentőségű lehet a megújuló energia területén.
A tanulmányok előrehaladtával és az eszközök termelési kapacitásának javításával új ajtó nyílik meg a hó előnyeinek kihasználására kimeríthetetlen energiaforrás. Ez nemcsak a PV-rendszerek hatékonyságát javíthatja télen, hanem tiszta energiamegoldást is kínál azokban a régiókban, ahol a hó bőséges erőforrás.