Zöld Energia
Jöhetnek az akkumulátor nélküli okoseszközök?
Sok szakértő dolgozik azon, hogy elektronikus eszközeink egy nap öntöltővé váljanak.
Amennyiben sikerülne az okoseszközökben hasznosítani a környezeti energiát, az jelentősen megkönnyítené használatukat. A környezeti energia kínálhat megoldást az akkumulátorok egyre súlyosabb problémájára. Az internetre csatlakoztatható apró elektronikus eszközök fokozatosan terjednek a világban. Az úgynevezett dolgok internetje (Internet of Things, azaz IoT) lehetővé teszi, hogy az otthoni okoskészülékek, viselhető okoseszközök és egyéb szerkezetek összehangoltan, egymással kommunikálva működjenek. Az IoT eszközei egyre több területen jelennek meg, illetve játszanak kulcsfontosságú szerepet.
A negyedik ipari forradalom olyan, mára széles körben elterjedt digitális technológiára épült, mint az összekapcsolt eszközök, a mesterséges intelligencia, a robotika és a 3D nyomtatás. Valószínűsíthető, hogy a folyamat óriási hatást gyakorol majd a társadalomra, a kultúrára és a gazdaságra. Akad azonban egy látszólag apró, de meglehetősen komoly, sokak által jól ismert gond: az akkumulátorok problémája.
Az IoT eszközei gyakran túl kicsik ahhoz, hogy hosszú életű akkumulátort kapjanak, gyakran pedig nehezen megközelíthető helyen találhatóak – gondoljunk csak egy, az óceán közepén járó teherszállító hajó szenzorjaira. Ez megnehezíti a működést, miközben az IoT eszközök egyre csak terjednek, fokozatosan növelve az akkumulátorhulladék mennyiségét. Az újabbnál újabb termékek elkészítése ráadásul további alapanyagokat követel, emészt fel.
Ezekre a problémákra hozhat megoldást az EnABLES (European Infrastructure Powering the Internet of Things) projekt – írja a Techxplore. Ennek keretében Európa 11 vezető kutatóintézete vizsgálja, hogy miként lehetne a gyenge környezeti energiákat, így a fényből, hőből vagy rázkódásból származó energiát hasznosítani az eszközökben. A környezeti energia segítségével az akkumulátorok sokkal tovább használhatók maradhatnak, a végső cél pedig az, hogy öntöltő berendezéseket hozzanak létre.
A technológiát nemcsak ipari szerkezetekben, hanem olyan hétköznapi tárgyakban is alkalmazhatnák, mint amilyenek az okosórák. Az EnABLES emellett más, így a lehetséges standardizálás területén is folytat kutatásokat, hogy az IoT működése minél inkább gördülékeny legyen.
Nem a projekt az egyetlen, amely a dolgok internetjének tökéletesítésén fáradozik. A Trameto vállalatnál futó HarvestAll keretében például egy energiagazdálkodó rendszert dolgoztak ki az OptiJoule nevű berendezés számára. Ez az energiatermelő eszköz fotovoltaikus és hővel működő generátorok segítségével hoz létre áramot.
Zöld Energia
Új típusú energiatárolót dolgoztak ki
A spanyol kutatók egyelőre egy prototípust hoztak létre az új technológia segítségével.
Spanyol kutatók olyan új hőenergia-tároló rendszert (TES) terveztek, amely termoelektromos hőszivattyút (TEHP) használ az áram hővé történő átalakításához – számol be a PV Magazine. A hőszivattyút a változó vezetőképességű hőcsövek alternatívájaként használják.
Az újszerű kialakítás négy fő komponenst tartalmaz, nevezetesen egy termoelektromos hőszivattyúrendszert, egy elektromos ellenállást, egy TES-ciklust, valamint egy nyílt hurkot, amelyben a levegő a hőátadó közeg. A rendszer levegőjét a termoelektromos hőszivattyú melegíti fel, amely termoelektromos modulokat használ, kiegészítve az elektromos ellenállással.
A berendezés termoelektromos része hat TEHP-blokkból épül fel. Az első három egyfokozatú termoelektromos hőszivattyú (OTEHP) konfigurációt alkalmaz, mindegyik egy-egy TEM-et használ, mindkét oldalon egy-egy hőcserélővel. A következő három blokk kétfokozatú hőelektromos hőszivattyú (TTEHP), piramis alakú konfigurációval. Ennek a köztes hőcserélőnek a kialakítása egy nagyhatékonyságú, négy hőcsőből álló rendszert használ, amelyben munkafolyadékként víz van. A hőátadás az első fokozatból a második fokozatba ezeken a csöveken keresztül, a víz halmazállapot-változása révén történik.
A kutatók egy rendszerprototípust is létrehoztak, amelyen 45 forgatókönyvet teszteltek különböző feszültségekkel, bemeneti hőmérsékletekkel, illetve és légáramlási sebességekkel. A feszültségek 4, 6, 8 vagy 10 volt, a bemeneti hőmérséklet 120, 160 vagy 200 Celsius-fok, a légáramlási sebesség pedig 13, 18 vagy 23 köbméter per óra volt, utóbbi esetén 655,5 wattnyi hőt termeltek 1,35 COP mellett.
A kifejlesztett TEHP-rendszer integrálása egy elektromos ellenálláson alapuló hőenergiatároló rendszer töltési folyamatába 15, illetve 30 százalékkal növeli az energiaátalakítás hatékonyságát 120 és 200 Celsius-fok közötti energiatárolási hőmérséklet esetén. A javasolt rendszerkonfiguráció 135 Celsius-fokon 112,6 százalékos hatásfokot érhet el. A csapat következő céljai között szerepel, hogy a rendszer viselkedését változó hidegforrás-hőmérséklet esetén is teszteljék.
