3 Minuty
Odnawialna energia z deszczu: Singapurska innowacja
Naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Singapuru opracowali nowoczesne rozwiązanie z zakresu czystej energii - produkcję energii elektrycznej z ruchu kropli wody przypominających deszcz, przemieszczających się w pionowej rurze. To pionierskie podejście pozwoliło podczas testów laboratoryjnych zasilić 12 diod LED, co może otworzyć nowy rozdział w miejskich systemach energii odnawialnej.
Jak działa technologia wytwarzania energii z deszczu?
Podstawą technologii jest zjawisko „separacji ładunków”, znane chociażby z pocierania balonem o skórę i powstawania elektryczności statycznej. W tej innowacji ruch kropli wody na specjalnie zaprojektowanych powierzchniach umożliwia wymianę i rozdzielanie ładunków elektrycznych. Badania, opublikowane przez Siu Ling Soh i współautorów w ACS Central Science, opierają się na specyficznym przepływie wody, określanym jako „plug flow”. W tej konfiguracji krótkie kolumny wody przedzielone przestrzeniami powietrznymi przesuwają się przez pionową rurę, a ich ruch wytwarza naprzemienne ładunki elektryczne na wewnętrznych ściankach rury.
Od laboratorium do praktyki
W przeciwieństwie do konwencjonalnych elektrowni wodnych, które wymagają dużych ilości i szybkiego przepływu wody, ta metoda została zoptymalizowana do pracy z niewielkimi ilościami wody i niskimi przepływami, charakterystycznymi np. dla opadów deszczu. Kiedy krople spływają w dół rury, oddzielone ładunki są wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej. Zebrana woda trafia do zbiornika u podstawy, zamykając obieg bez strat cieczy.
Choć zjawisko separacji ładunków elektrycznych jest znane, klasyczne rozwiązania cechuje niska wydajność, gdyż wykorzystuje się jedynie powierzchnię zetknięcia cieczy z materiałem. Zespół z Singapuru wyeliminował tę barierę poprzez wyjątkowo zaprojektowaną powierzchnię oraz specyficzny sposób przepływu, zwiększając znacznie efektywność przetwarzania energii.
Efektywność, możliwości zastosowań i perspektywy
Testy wykazały, że ponad 10% energii kinetycznej spadających kropli udaje się przemienić w energię elektryczną — to imponujący wynik, biorąc pod uwagę, że prędkości kropli w laboratorium były niższe niż podczas rzeczywistych opadów. Oznacza to, że w naturalnych warunkach technologia może okazać się jeszcze bardziej efektywna.
Zdaniem zespołu badawczego prostota budowy oraz niskie wymagania konserwacyjne stanowią przewagę nad tradycyjnymi elektrowniami wodnymi. Pozwala to na łatwy montaż systemu na dachach domów czy budynków w miastach. Takie rozwiązanie umożliwi efektywne wykorzystanie opadów deszczu jako źródła zrównoważonej energii w aglomeracjach, które nie mają dostępu do dużych zbiorników wodnych.
Podsumowanie
Singapurska technologia zamiany energii spadających kropli deszczu na prąd stanowi obiecujący krok w stronę zdecentralizowanych i ekologicznych źródeł energii w miastach. Dzięki skutecznej konwersji energii kinetycznej deszczu na elektryczność, pomysł ten ma szansę wzbogacić globalny miks odnawialnych źródeł energii, szczególnie w miejscach z ograniczoną przestrzenią i zasobami naturalnymi. Dalsze badania i udoskonalenia będą kluczowe dla szerokiej implementacji tej technologii i realnego wzmocnienia zrównoważonego rozwoju w miastach.
Komentarze