[box fontsize=»20″ radius=»8″]В рамках своей энергетической политики правительство Баварии определила новые цели перехода к экологически чистой, возобновляемой энергетике: к 2025 году около 40 процентов электроэнергии, употребляемой в Баварии, должно обеспечиваться местными возобновляемыми источниками энергии.[/box]

В рамках проекта DEGREEN Институт исследований силикатов Fraunhofer ISC принял инновационный подход к производству возобновляемой энергии с использованием гидроэнергетики. С этой целью исследователи из Вюрцбурга используют высокогибкие и ультратонкие эластомерные пленки, которые работают как конденсаторы. Силиконовые пленки покрыты с обеих сторон проводящим эластичным слоем и снабжены защитным слоем изоляции.

Они будут устанавливаться в небольших реках и ручьях, где постоянная деформация и релаксация эластомеров превращают механическую кинетическую энергию воды в электрическую. Вода деформирует мягкую пленку, характеристики которой аналогичны характеристикам баллона. При деформировании пленки генерируют большой электрический заряд, создаваемый в процессе растяжения. Затем эластомерная пленка возвращается в исходное состояние, и процесс начинается заново.

«Одним из основных преимуществ установки является то, что ее можно использовать в воде на любой глубине, — говорит руководитель проекта Бернхард Бруннер. — Наши эластомерные генераторы идеально подходят для небольших рек и могут работать при скоростях потока от 0,5 м в секунду и на глубинах от 0,5 м. Наша система, которая не зависит от ветра или солнца, является идеальным решением. В общей сложности одна такая установка может ежегодно поставлять в энергосистему 876 МВт·ч электроэнергии, не принося никакого вреда экосистеме».

Но как достигается эта циклическая деформация пленок? Бруннер и его команда внедрили концепцию интеллектуального механического возбуждения. Вода протекает через сжатую трубку, создавая отрицательное давление воздуха — концепция также известна как эффект Вентури, — которая вызывает деформацию эластомерной пленки (см. Поперечное сечение трубки Вентури). Затем открывается воздушный клапан для выравнивания отрицательного давления воздуха и эластомерная пленка возвращается в исходное состояние. Конструкция изготовлено настолько изобретательно, что вентиляционное отверстие самоконтролируются: оно открывается и закрывается самостоятельно, не требуя электроники или электропитания.

[ad id=»723″]

Изменение диаметра пленки позволяет исследователям регулировать давление. Следовательно, генератор может быть адаптирован к скорости потока: состоит из пленок, трубок, вентиляционных отверстий, насосов, воздуховодов, электроники и выпрямителя, общая система имеет модульную структуру. Трубы, которые также имеют гибкий диаметр, регулируются в соответствии с глубиной и шириной воды и устанавливаются сверху, сзади или рядом друг с другом.

Если река широкая, но мелководная, то рекомендуется устанавливать трубки рядом. «Одним из основных преимуществ нашей концепции является ее гибкость: ее можно использовать в воде любой глубины. Мы используем кинетическую энергию воды. Наши генераторы эластомеров идеально подходят для небольших рек и могут работать при скоростях потока от всего 0,5 метра в секунду и на глубинах 0,5 м. Наша система, которая не зависит от ветра или солнца, является идеальным решением.

Если бы мы установим 1000 наших генераторов, мы сможем помочь Баварии сделать важный шаг к достижению своей цели, к переходу к более экологически чистой энергетики », — говорит Бруннер. В общей сложности такая система может ежегодно поставлять в энергосистему 876 МВт.ч электроэнергии. Австрия и Швейцария — — с их обилием горных ручьев, а также развивающиеся страны также выиграют от этой инновационной концепции механического генерирования электроэнергии с применением эластомерных пленок.

Децентрализованное энергоснабжение

Эластомерные генераторы предназначены для бесшумной работы в мелководных и небольших реках без контрольной плотины. Они подходят, например, для использования в качестве децентрализованного источника питания для кемпингов или удаленных населенных пунктов, расположенные в непосредственной близости от воды.

[quote font_size=»19″]

Австралийские ученые разработали солнечную пленку стоимостью $10 за 1м²

[/quote]

Бруннер и команда исследователей разрабатывает два типа генераторов: плавающий и прикрепленный к берегу реки. В настоящее время ученые работают над уменьшением размера устройства. К концу проекта они планируют внедрить в генератор систему защиты от наводнений.

Ученые работают в тесном сотрудничестве с местными властями для проведения испытаний в реках Верн и Таубер, которые идеально подходят для эксперимента. Их цель — сгенерировать 100 Вт электроэнергии за один цикл работы устройства.