Energia da brisa: Gerador aeroeletromecânico gera e armazena eletricidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/10/2022

O professor Yaowen Yang mostra o protótipo do colhedor de vento, que pertence a uma classe de dispositivos que fazem colheita de energia.
[Imagem: NTU]

Coletor de vento

Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, desenvolveram um dispositivo de baixo custo que captura a energia não exatamente do vento, mas de uma brisa, e a armazena como eletricidade.

Quando exposto a ventos com velocidade tão baixa quanto dois metros por segundo (2 m/s), o protótipo em pequena escala (15 por 20 centímetros, ) produz uma tensão de três volts e gera até 290 microwatts, o que é suficiente para alimentar sensores, acender fitas de LED ou para enviar dados para um celular ou computador.

O aparelho leve e durável também desvia toda a eletricidade que não está em uso imediato para uma bateria, onde ela é armazenada para alimentar dispositivos na ausência de vento - por isso a equipe chama seu aparelho de "coletor de vento".

Por ser leve, o aparelho pode ser facilmente montado nas laterais de edifícios e seria ideal para ambientes urbanos, onde as velocidades médias do vento são inferiores a 2,5 m/s.

A equipe afirma que sua invenção tem potencial para substituir as baterias na alimentação de luzes de LED e sensores de monitoramento da integridade estrutural de prédios e pontes.

Cavalgando o vento

Em vez de um catavento, como nas turbinas eólicas tradicionais, o coletor de vento é um dispositivo vibratório que tira proveito do chamado efeito galopante, uma instabilidade aerodinâmica produzida em uma corrente de ar por uma estrutura física - esse efeito é muito comum em cabos de aço de sustentação de pontes e em cabos de transmissão de energia.

Devido ao desenho dinâmico de sua estrutura, quando o colhedor é exposto ao fluxo do vento, ele começa a vibrar, fazendo com que sua placa se aproxime e se afaste de uma trava, um limitador de movimento.

O dispositivo aeroeletromecânico foi feito de fibra epóxi, um polímero de alta durabilidade, com o acessório principal que interage com o vento sendo feito de materiais baratos, como cobre, papel alumínio e politetrafluoretileno, um polímero durável mais conhecido como Teflon.

Pelo efeito triboelétrico, o movimento faz com que cargas elétricas se acumulem na haste vibratória. Eletrodos acoplados a um sistema de gerenciamento permitem gerar um fluxo de eletricidade que pode ser consumido imediatamente, ou direcionado para uma bateria, para uso posterior.

Nos testes de laboratório, a colheitadeira alimentou 40 LEDs de forma consistente, com o vento a uma velocidade de 4 m/s.

A equipe pretende prosseguir no desenvolvimento, para melhorar as funções de armazenamento de energia, bem como experimentar diferentes materiais para melhorar sua potência de saída.

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