태양광 패널은 잊어버리세요. 비가 오다 패널

에너지 수확 분야에서 잠재적으로 판도를 바꿀 수 있는 획기적인 발전을 이루기 위해 연구자들은 떨어지는 빗방울에 의해 생성된 전력을 포착, 저장 및 활용하는 방법을 발견했으며, 이는 옥상의 발전용 빗물 패널 개발로 이어질 수 있습니다.

떨어지는 빗물로부터 전력을 생산하려는 이전의 시도는 종종 능가할 수 없을 것처럼 보였던 특정한 기술적 장애물에 부딪혔지만, 이 새로운 방법을 뒷받침하는 연구자들은 마침내 그러한 빗물 패널을 대중화할 수 있는 솔루션을 찾았다고 말합니다. 태양 전지 패널.

엔지니어들은 떨어진 빗방울의 잠재적 발전 능력에 대해 오랫동안 알고 있었습니다. 이 아이디어는 물의 움직임으로 전기를 생성하는 수력 발전 댐 및 파력 수집 시스템과 같은 실제 응용 분야에 이미 적용되었습니다.

그러나 떨어지는 빗방울로부터 에너지를 모으려는 노력은 기술적인 장애물에 직면해 개념을 비효율적이고 비실용적으로 만들었다. 엔지니어들은 마찰전기 나노발전기(TENG)라는 것을 사용하여 떨어지는 빗방울에 의해 생성된 작지만 측정 가능한 양의 전기를 수집할 수 있지만, 예상할 수 있듯이 빗방울당 전력량은 엄청나게 작습니다.

태양광 패널(또는 이전에 다룬 "야간 태양광 방지 패널")과 같은 기술에서는 일련의 개별 태양광 전지를 단일 회로에 결합하여 유사한 문제를 극복하여 수집할 수 있는 전체 셀 패널을 생성합니다. 함께하면 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다. 안타깝게도 이는 각 셀의 상부 전극과 하부 전극 사이에서 발생하는 '결합 용량'이라는 현상으로 인해 개별 빗방울 집전 셀에서는 작동하지 않습니다. 결과적으로 셀 간 전력 손실이 너무 커서 본격적인 레인 패널을 구축한다는 아이디어가 불가능해 보입니다.

이제 연구진은 결합 용량 문제를 크게 줄이는 설계와 구성을 발견했으며 에너지 수확형 빗물 패널을 실제 현실로 만들 수 있다고 주장합니다.

“D-TENG은 매우 높은 순간 출력 전력을 갖고 있지만, 단일 D-TENG가 메가와트급 전기 장비에 지속적으로 전력을 공급하는 것은 여전히 ​​어렵습니다. 따라서 여러 D-TENG의 동시 활용을 실현하는 것이 매우 중요합니다.”라고 제안된 방법의 저자 중 한 명이자 Tsinghua Shenzhen International Graduate School의 교수인 Zong Li가 말했습니다. “여러 개의 태양광 발전 장치를 병렬로 연결해 부하를 공급하는 태양광 패널 설계를 참고해 빗방울 에너지 수확을 위한 간단하고 효과적인 방법을 제안하고 있습니다.”

시스템이 결합 커패시턴스 문제를 극복할 수 있도록 하기 위해 Li와 그의 팀은 커패시턴스를 줄이면서 셀을 별도로 작동하도록 하부 어레이 전극을 사용하는 "브리지 어레이 생성기"라는 것을 제안했습니다.

iEnergy 저널에 게재된 이 프로세스는 실제 사용을 위해 에너지를 수집하고 저장할 수 있는 직렬 배열로 개별 셀을 배열하는 새로운 방법을 제공하는 유망한 것으로 보입니다.

“FEP 표면이라고 불리는 패널 표면에 물방울이 떨어지면 물방울은 양전하를 띠고 FEP 표면은 음전하를 띠게 됩니다.”라고 연구를 발표한 보도 자료에서 설명합니다. Li는 이 전하가 너무 작아서 일정 시간이 지나면 소멸되기 시작하여 에너지 손실을 초래할 것이라고 설명합니다. 그러나 그들은 새로운 브리지 어레이 생성기를 공식에 추가함으로써 이 문제를 극복했다고 말합니다.

표면에서 오랜 시간이 지나면 FEP 표면의 전하는 점차적으로 포화 상태로 축적될 것이라고 Li는 말했습니다. "이 시점에서 FEP 표면 전하의 소산 속도는 물방울의 각 충격에 의해 생성된 전하량과 균형을 이룹니다."

초기 성공 후 Li와 팀은 다양한 브리지 어레이 생성기, 다양한 크기의 하위 전극을 시도하고 패널 자체의 크기를 다양하게 실험하기도 했습니다. 연구원들에 따르면, FEP 표면의 두께를 늘리면 "표면 전하 밀도를 유지하면서 결합 커패시턴스가 감소하며, 두 가지 모두 브리지 어레이 생성기의 성능을 향상시킬 수 있습니다."