רוח קלה מייצרת חשמל בעזרת המצאה חדשה

קצירת אנרגיית הרוח אינה חדשה, אך מדענים מהאוניברסיטה הטכנולוגית נאניאנג בסינגפור תכננו מכשיר חדש לרתום ולאחסן אותה כחשמל. מכשיר זול זה, הנקרא קציר רוח, יכול להפוך אנרגיה מרוחות במהירות נמוכה של 2 מטרים לשנייה (מ/ש).

הוכרז במאמר מספטמבר 2022 בכתב העת המדעי Mechanical Systems and Signal Processing, המכשיר מסוגל כיום להפיק 3V ולייצר הספק של עד 290 מיקרווואט, למרות שתוצאות בדיקות מעבדה מצביעות על כך שהקציר יכול להפעיל 40 נוריות LED באופן עקבי עם מהירות רוח של רק 4 מ"ש.

הקציר יכול גם לייצר מספיק כדי להפעיל חיישן מסחרי ולשלוח את הנתונים לטלפון נייד באופן אלחוטי או לסוללה לאחסון, מה שמוכיח שהוא יכול לאחסן מספיק טעינה עודפת כדי לשמור על המכשיר מופעל לתקופה ממושכת, גם ללא רוח זמינה.

בגודל של 15 ס"מ על 20 ס"מ בלבד (או קצת פחות מ-6 אינץ' על 8 אינץ'), קל להרכיב את הקציר בגודל קטן בצד של בניינים. מדענים מקווים שזה יחליף בסופו של דבר סוללות בחיישני ניטור הבריאות המבניים על מבנים וגשרים.

המכשיר עשוי מאפוקסי סיבים – פולימר עמיד במיוחד – המכשיר כולל עיצוב דינמי הרוטט ברוח. הצלחת שלו, העשויה מחומרים לא יקרים כמו נחושת, רדיד אלומיניום ופוליטטראפלואוראתילן (טפלון), רוטטת במהלך זרימת הרוח, וגורמת להיווצרות מטענים על הסרט. כשהם זורמים מרדיד האלומיניום לסרט הנחושת, נוצר זרם חשמלי.

יאנג יאאוון, פרופסור בבית הספר להנדסה אזרחית וסביבתית של NTU, הוביל את הפרויקט. אחת ממטרות המחקר הייתה לפתח מכשיר המסוגל לרתום אנרגיית רוח בעלות נמוכה, עם בלאי נמוך ודורש תחזוקה מדי פעם בלבד.

בנוסף, הוא אמר, "המחקר שלנו נועד להתמודד עם היעדר קוצר אנרגיה בקנה מידה קטן עבור פונקציות ממוקדות יותר, כמו להפעיל חיישנים קטנים יותר והתקנים אלקטרוניים."

יתרון נוסף של הקוצר הזה הוא שהוא יכול להוות חלופה לסוללות ליתיום-יון קטנות המשתמשות במתכות כבדות, שעלולות לגרום לבעיות סביבתיות אם לא נפטרים כראוי. שימוש נרחב במכשיר זה שעדיין לא קיבל פטנט או ממוסחר עלול להפחית פסולת אלקטרונית.

"אנרגיית הרוח היא מקור לאנרגיה מתחדשת", אמר יאנג. בנוסף להיותו מתחדש, הוא נקי, אינו מייצר גזי חממה או מזהמים אחרים מכיוון שהוא מייצר חשמל. "הוכח שההמצאה שלנו רותמת ביעילות את מקור האנרגיה בר-קיימא הזה לטעינת סוללות ונוריות לד אור, ומדגימה את הפוטנציאל שלה כמחולל אנרגיה להנעת הדור הבא של מוצרי אלקטרוניקה, שהם קטנים יותר בגודלם ודורשים פחות כוח."

מדעני NTU ממשיכים במחקר שלהם לשיפור פונקציות אחסון האנרגיה של הקוצר. כחלק מהמחקר הזה, הם מתנסים בחומרים שעשויים לשפר את כוח התפוקה שלו.