ژنراتورهای انعطاف پذیر برای تولید برق در هر حالتی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، دسته جدیدی از مبدل های انرژی در حال توسعه هستند که قادر به تبدیل انرژی از انواع مختلف حرکت هستند. 

«آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر» آمریکا (NREL)سعی دارد این مبدل ها را در مجموعه ای از طراحی های عجیب انرژی امواج خمیده به کار گیرد.

NREL ادعا می کند  طرح های مذکور که  DEEC-Tec نام گرفته اند، در آب قرار می گیرند و امواج می توانند در تمام جهات شکل آنها را تغییر دهند و تقریبا از تمام حرکات فیزیکی یا تغییر شکل های دینامیک برق جمع آوری کنند.

این طرح ها همه براساس تعداد زیادی ژنراتور کوچک و انعطاف پذیر ساخته می شوند که هرکدام شبیه یک فیبرماهیچه ای برای تولید بازده خود فعالیت می کنند.

 چنین ژنراتوری از الاستومرهای عایق برق کار می کند که  نخستین بار در اواخر دهه ۱۹۹۰ میلادی ارائه شدند. طبق بررسی که در ۲۰۲۰ میلادی منتشر شد، این نوع از ژنراتور معمولا شامل لایه ای از عایق الکتریسیته انعطاف پذیر و دگردیس پذیر است که روی آن با الکترودهایی پوشیده شده تا یک خازن متغیر ایجاد کند.

این خازن ها در حالت بدون تنش کمترین ظرفیت خود را دارند و هر گونه انحراف از حالت اولیه، چه به صورت کشش، پیچش، فشرده شدن یا خم شدن در هر جهت ظرفیت آنها را افزایش می دهد. در اوج تغییر شکل، آنها با یک بار از طریق الکترودها پر می شوند و ظرفیت آنها برابر با حالت بدون تنش آنها می شود.همچنین حالت الاستیک در برابر بار الکتریکی عمل می کند تا آن را به پایین ترین ظرفیت خود بازگرداند و انرژی بیشتری نسبت به مقدار مصرف شده تولید کند.

 در ژنراتورهایی که در توربین ها به کار می رود، این نوع موارد می توانند در هر دو جهت فعالیت کنند. به عبارت دیگر آنها می توانند انرژی را از نیروهای تغییر شکل دهنده جمع آوری کنند یا آن را صرف محرک ها کنند. همچنین ابزارهای مذکور می توانند به عنوان حسگر عمل کنند و بازخورد مداومی از حالت کشسانی نسبت به وضعیت نرمال  ارایه کنند و همچنین اطلاعاتی را به واحد «مغز/باتری» بدهند که از طریق آن می توان نتیجه گرفت چه میزان شارژ در یک بازه زمانی معین  به کار می رود.

یک ساختار انعطاف پذیر که از صدها یا هزاران ژنراتور الاستومتریک کوچکتر ساخته شده،  نیازمند کاربردهای دقیق شارژ در زمانی مشخص است و کنترل آن کار سختی است. اما احتمالا با کمک سیستم هوش مصنوعی می توان آن را کنترل کرد تا به سرعت با شرایط شارژ سازگار شود.

ماهیت این الاستومرهای عایق به عنوان حسگر، ژنراتور و محرک در یک وضعیت واحد به سیستم کنترل  قابلیت خارق العاده ای برای تغییر شکل می دهد. مانند نرم رباتی که در وضعیت نامناسب، شکل  دیگری به خود می گیرد.

منبع: mehrnews-5597430