创新:重塑城市风能

2017-07-13 06:03:14

作者:Duncan Graham-Rowe随着环保运动的蓬勃发展,许多人正在考虑安装风力涡轮机以产生自己的电力不幸的是,城市地区的风速通常太慢而且动荡不安,使微型风力发电具有成本效益因此,虽然预计下个月将禁止房主在英国建造国内涡轮机的严格规划法规放宽,但城市居民可能会发现制造商不愿意向他们出售涡轮机,因为担心性能不佳会对年轻人和弱势群体造成严重影响行业然而,纽约伊萨卡康奈尔大学的研究人员认为,问题不在于风速很低,而是用于收获风力发电的方法他们说,城市拥有足够的风能我们可以使用,但要利用它需要不同的方法现在是重塑城市风力发电机组的时候了远离传统的电磁发电机和涡轮机似乎是一个激进的步骤,但在小规模和低风速下,压电发电看起来是一个有吸引力的选择康奈尔大学的机械工程师Ephrahim Garcia将一个灵活的机翼附着在由压电材料制成的杆的末端当空气经过机翼时,它会颤动,导致杆弯曲并产生一个小的交流电流 “灵感来自鱼尾,”加西亚说加西亚和同事马修布莱恩特在一个风洞中测试了13厘米长的机翼,发现他们在风速仅为每秒2米的情况下产生毫瓦级的功率他们说,由于许多设备并行运行,所产生的电量很快就会增加同样来自康奈尔大学的Hod Lipson和现在位于中国西安西北工业大学的Shuguang Li一直致力于同样的原则从大自然的书中拿出一片叶子,他们设计了一种树状配置,使用大量的扑叶作为发电机叶子通过铰链连接到垂直悬挂的压电分支当空气流过树叶时,不稳定性首先在一侧产生湍流漩涡,然后在另一侧产生湍流漩涡,导致其翻转为了使该技术尽可能具有成本效益,Lipson和Li用称为聚偏二氟乙烯(PVDF)的压电材料制造了它们的分支然而,尽管这很便宜,但它相对不敏感,“所以我们不得不想方设法让它更有力地动摇”,利普森说由于这个原因,叶片被设计成扭曲和弯曲分支,增加了作用在它上面的应变该团队表示,每片叶片可产生近0.3毫瓦的功率利普森说,虽然比加西亚的安排要少得多,只有几厘米长,它们更小,可能更便宜另一种解决方案是增加风速借用集中太阳能世界的技巧,康奈尔大学的Kevin Pratt和Francis Charles Moon设计了类似蜂窝状的漏斗阵列,这些漏斗设计用于加速风,因为它经过几厘米宽的飘动压电条 “移动风中所含的能量取决于空气量及其速度,”普拉特说因此,通过较小的孔径强制相同体积的空气可以提高速度 “这是相当于镜头的风,”他说计算机模拟表明,一些选矿厂的设计应该能够将风速提高50%以上该对现在正在建造第一个风洞试验原型他们设想最终产品包含30厘米宽的聚光器阵列,每个聚光器容纳数十个压电条风力集中器并不是一个新概念,但由于其尺寸较大,已被证明对标准涡轮机不切实际通过缩小技术,研究人员希望实现每平方米5瓦的输出功率,大约是太阳能产生的三分之一因此,如果它们的价格可以达到太阳能电池板的三分之一,那么这项技术就具有竞争力期刊参考:加西亚和布莱恩特的着作发表在SPIE会议录,DOI:10.1117 / 12.815785; Lipson和Li的作品发表在ASME 2009智能材料,自适应结构和智能系统会议论文集中阅读以前的创新专栏:掌​​握3D电影制作艺术,在您的起居室进行真正的现场大奖赛,谷歌可能知道你的欲望在你做之前,精明的搜索引擎知道你想要什么,技术复习俄罗斯的间谍需要,更聪明的书籍旨在赢回孩子,微软的Kinect不只是为了游戏,19世纪的科技制造更聪明的iPhone,隐形斗篷如何使用它们,甲烷捕获更有利于降压,滑入无线白色空间,教授机器人一些礼仪更多关于这些主题: