Teame, et tänapäeval mängib loovus uute energiahankimisviiside loomisel olulist rolli. Sel juhul uurivad teadlased, kas see võib nii olla lumega elektrit toota. Talvistes olukordades, kus kasutatakse fotogalvaanilisi süsteeme, võib lume kogunemise tõttu tekkida tüsistusi. Rühm teadlasi on aga välja töötanud seadme, mis suudab lumest elektrit toota – uuendus, mis võib külmades piirkondades väga kasulik olla.
Tooge elektrit lumega
California Ülikool (UCLA) töötas välja esimese omataolise seadme, mis toodab elektrit langeva lume abil. See seade paistab silma ökonoomsuse ja suure kohanemisvõime poolest, kuna see on õhuke, painduv ja meenutab plastlehte. Uuringu juhtivautori ja UCLA materjaliteaduse professori Richard Kaneri sõnul võib see seade töötada kaugemates piirkondades alates aastast. toodab ise energiat ilma patareisid kasutamata.
Seadmele on antud nimi lumel põhinev triboelektriline nanogeneraator (või TENG) ja toodab elektrit staatilise elektri abil. Kasutades ära elektronide vahetust lume ja teatud materjalide vahel, tekib elektrilaeng, mida saab energia genereerimiseks kinni püüda. The lumel on positiivne laeng ja kui see puutub kokku silikooniga, millel on negatiivne laeng, siis tekib elektrivool.
Kuidas saab lumi elektrit toota?
UCLA keemia ja biokeemia teadur, professor Maher El-Kady selgitas, et tema uuring keskendus sellele, kuidas silikooni abil lumest elektrilaengut eraldada. Pärast mitmete materjalide, nagu tefloni ja alumiiniumi, võrdlemist leidsid nad, et silikoon on selle protsessi jaoks kõige tõhusam.
Talvel lähedal 30% maakera pinnast on kaetud lumega, mis kujutab endast väljakutset päikesepaneelidele, mis kaotavad oma tõhususe lumehanges. Uut TENG-tehnoloogiat saaks integreerida päikesepaneelidesse, võimaldades neil elektrit toota ka talvistes tingimustes.
Sellel seadmel on ka rakendused talispordialad. Kui kinnitate selle varustuse, nagu suusad või saapad, külge, saate täpselt jälgida füüsilist aktiivsust, jälgides selliseid üksikasju nagu liikumismustrid selliste tegevuste ajal nagu kõndimine või jooksmine.
Täiendavad uuringud
Lisaks edusammudele UCLA-s katsetavad Jaapanis Tokyo Elektroonikaülikooli teadlased koos startup TI Forte'iga teist lähenemisviisi. lumest elektrit toota. Selles uuringus kasutatakse temperatuuri erinevus lume ja välisõhu vahel. Katses hoitakse lund mahajäetud basseinis ja soojustorud kannavad lumest soojust turbiinile, tekitades elektrit sarnaselt päikesepaneelidele, kuid optimeeritud talveks.
Tekkiv energia sõltub suurest temperatuurierinevusest, mis tekitab logistilisi väljakutseid, kuid meeskond usub, et süsteemi efektiivsus võib olla sama kõrge kui päikesepaneelidel.
Muud võimalused lumele kui energiaallikale
Kuigi lume kasutamise uurimine elektri tootmiseks on alles algusjärgus, on tulemused paljulubavad. Näiteks Jaapani linn Aomori sajab aastas üle 8 meetri lund ja on alustanud projekti selle lähenemisviisi kaasamiseks. Varased katsed on näidanud, et lume- ja soojustorude kombinatsioon võib olla sama tõhus kui muud taastuvelektri tootmise meetodid.
Lisaks saavad sellistes riikides nagu Jaapan tugeva lumesajuga piirkonnad nendest süsteemidest palju kasu. Selle protsessi skaleeritavaks muutmiseks on see aga vajalik ladustada suures koguses lund ja pideva sooja õhu juurdevoolu säilitamine, mis tekitab täiendavaid väljakutseid.
Teadlased jätkavad lume kasutamise uurimist elektri tootmiseks, kuna see tehnoloogia võib anda karmide talvedega piirkondade energiavalikule väärtusliku lisa, parandades jätkusuutlikkust.
Võimalus lumest elektrit toota kujutab endast uuenduslikku ja jätkusuutlikku tulevikuvõimalust. Kuigi tehnoloogiliste ja logistiliste väljakutsete ületamiseks on veel tööd, võivad nanogeneraatorite ja temperatuuride erinevustel põhinevate süsteemide uurimine olla taastuvenergia valdkonnas revolutsiooniline.
Kuna uuringud edenevad ja seadmed parandavad oma tootmisvõimsust, avaneb uus uks lume eeliste kasutamiseks ammendamatu energiaallikas. See võib mitte ainult parandada PV-süsteemide tõhusust talvel, vaid pakkuda ka puhta energia lahendust piirkondades, kus lumi on rikkalik ressurss.