ソーラーパネルのことは忘れてください。 レインパネルが登場

エネルギーハーベスティングにおける革新的なブレークスルーの可能性において、研究者らは、落下する雨滴によって生成される電力を捕捉、貯蔵、利用する方法を発見しました。これは、屋上の発電レインパネルの開発につながる可能性があります。

降り続く雨から発電するというこれまでの試みは、しばしば超えるのが不可能と思われる特定の技術的ハードルに突き当たったが、この新しい方法の背後にある研究者らは、最終的にこのような雨パネルを、それと同等、あるいはそれ以上に普及させる可能性がある解決策を見つけたと述べている。ソーラーパネル。

エンジニアたちは、落ちた雨滴の潜在的な発電能力について長い間知っていました。 このアイデアは、水力発電ダムや波力発電システムなど、水の動きによって発電するシステムとしてすでに実用化されています。

しかし、降る雨滴からエネルギーを収集する取り組みは、その概念を非効率的かつ非現実的なものにする技術的なハードルに直面しています。 技術者は、摩擦電気ナノ発電機 (TENG) と呼ばれるものを使用することで、落ちる雨滴によって生成される微量ながら測定可能な量の電気を収集できますが、ご想像のとおり、雨滴 1 個あたりの電力量は信じられないほど小さいです。

ソーラーパネル（またはデブリーフで以前に取り上げた「夜間太陽光発電防止パネル」）のような技術では、同様の問題は、一連の個々の太陽電池を単一の回路に組み合わせることで克服され、その結果、集光できるセルの完全なパネルが得られます。より大きなエネルギーを一緒に。 残念ながら、各セルの上部電極と下部電極の間に発生する「結合容量」と呼ばれる現象により、これは個々の雨滴集電セルでは機能しません。 その結果、セル間の電力損失が大きすぎるため、本格的な雨パネルを構築するというアイデアは不可能に見えます。

現在、研究者チームは、カップリング容量の問題を大幅に軽減する設計と構成を発見したと述べており、これによりエネルギーハーベスティングレインパネルが実用化できると主張している。

「D-TENGは瞬間的に非常に高い出力電力を持っていますが、単一のD-TENGでメガワットレベルの電気機器に継続的に電力を供給することは依然として困難です。 したがって、複数の D-TENG の同時利用を実現することが非常に重要です」と、提案された方法の著者の 1 人で清華深セン国際大学院教授の Zong Li 氏は述べています。 「複数の太陽光発電ユニットを並列接続して負荷に電力を供給するソーラーパネルの設計を参考に、雨滴によるエネルギーハーベスティングのシンプルかつ効果的な方法を提案しています。」

システムが結合容量の問題を克服できるようにするために、Li 氏と彼のチームは、下部アレイ電極を使用して容量を低減しながらセルを個別に動作させ続ける「ブリッジ アレイ ジェネレータ」と呼ばれるものを提案しました。

iEnergy 誌に掲載されたこのプロセスは、個々のセルを直列アレイに配置し、実際に使用するためにエネルギーを収集および保存できる新しい方法を提供するもので、有望であると思われます。

「液滴がFEP表面と呼ばれるパネルの表面に落ちると、液滴はプラスに帯電し、FEP表面はマイナスに帯電します」と研究を発表したプレスリリースでは説明されている。 この電荷は非常に小さいため、一定期間が経過すると消散し始め、エネルギー損失につながるとリー氏は説明する。 しかし、新しいブリッジ アレイ ジェネレーターを式に追加することで、この問題を克服したと彼らは述べています。

「表面に長時間放置すると、FEP 表面の電荷は徐々に蓄積して飽和します」と Li 氏は言います。 「この時点で、FEP の表面電荷の散逸率は、液滴の各衝撃によって生成される電荷​​の量とバランスがとれています。」

最初の成功の後、リー氏とチームはさまざまなブリッジ アレイ ジェネレーター、さまざまなサイズのサブ電極を試し、さらにはパネル自体のサイズを変えて実験しました。 研究者らによると、FEP表面の厚さを増やすと「表面電荷密度を維持しながら結合容量が減少し、その両方によりブリッジアレイ発生器の性能が向上する可能性がある」という。