Există energie în copaci

Imaginați-vă o pădure de copaci, legănându-se în briză. Acum, imaginați-vă că puteți capta acea energie și o puteți folosi pentru bine - să zicem, pentru a preveni prăbușirea morții unui pod.

Asta încearcă Ryan Harne, cercetător la Universitatea de Stat din Ohio. Un fel de. El a construit mașini mici care imită proprietățile structurale ale copacilor, ceea ce permite ca energia să fie captată mai eficient și transformată în energie electrică.

Pentru ce este bun un generator de copaci? Imaginați-vă acest lucru: În întreaga lume, clădirile, podurile și avioanele sunt echipate cu senzori pentru măsurarea vibrațiilor, ceea ce semnalează dacă structura se deteriorează și există riscul de colaps.

"Acestea au fost proliferative după o serie de catastrofe structurale mari, ca poduri colaps," Harne spune Invers.

În mod individual, acești senzori nu folosesc multă energie, dar luați împreună, consumul lor de energie este destul de mare. Astăzi se bazează în principal pe bateriile de unică folosință, care sunt risipitoare și dăunătoare pentru mediu.

"Becul a fost ca, hei, să încercăm să acționăm senzorii folosind vibrațiile pe care le monitorizează de fapt", spune Harne. Este o chestiune la care cercetătorii lucrează de aproape 25 de ani.

Și aici intră copacii. Copacii au proprietăți structurale interesante care reglează modul în care reacționează la condițiile de vânt.

Se pare că acestea manifestă acest fenomen ciudat, numit rezonanță internă: Ramurile mai mici din exteriorul copacului oscilează rapid în vânt și această energie este transferată la oscilații mai lungi în ramuri mai mari și în trunchi. În acest fel, energia este disipată, iar copacul poate rezista unor rafale violente.

"Există doar câteva dovezi foarte bune de la botaniști, conform cărora copacii folosesc o distribuție foarte remarcabilă a frecvențelor pe care le oscilează, ceea ce ajută la consolidarea energiei în scopuri de atenuare", spune Harne.

Se întreba dacă ar putea să folosească același principiu spre un alt scop - captarea energiei. A construit o structură simplă de copac din oțel: un "trunchi" de șase inci cu o singură "ramură" de trei inci atașat la un unghi de 90 de grade. Structura a fost echipată cu o bandă de material electromagnetic, care serveste la transformarea energiei vibrationale în energie electrică.

Apoi și-a atașat micul copac la un dispozitiv care-l scutură înainte și înapoi la o frecvență înaltă. La început, nu pare să facă prea mult, deși s-au înregistrat unele activități electrice.

Dar atunci când a injectat un "zgomot" în sistem - o randomizare a modelului de vibrații care ar putea imita o rafală de vânt sau un cutremur - sistemul a atins un punct de basculare și oscilațiile de frecvență mai mare ale ramurii au fost transferate într-o perioadă mai lungă, și oscilații amplitudine mai mari în trunchiul copacului. Ce este bine despre asta este cât de mult mai eficient aceste vibrații sunt convertite la electricitate - sistemul a dublat mai mult tensiunea de ieșire după declanșarea rezonanței interne.

Experimentul dovedește potențialul senzorilor vibraționali care se autointitulează. Dar Harne spune că este greu să creeze interes din partea industriei într-o lume atît de atinsă de tehnologia de unică folosință.

"Când văd că vine online? Probabil că vom cere o cerere mai mare de auto-sustenabilitate. Nu sunt sigur că este atât de bogat cerut în societatea noastră ", spune el.

Harne nu este singura care încearcă să comercializeze potențialul de putere al vibrațiilor. O companie a propus generatoare de energie eoliană care oscilează în loc să se rotească, ca o modalitate de reducere a zgomotului și a daunelor asupra vieții sălbatice. Energia din valurile oceanului, care ar putea genera o cantitate enormă de energie electrică, acționează pe aceleași principii.