Ny vindgenerator høster strøm i næsten stille vejr

Vindmøllers svaghed er – vindstille. Men nu har forskere udviklet en nano-generator, der kan fange selv den svageste brise. Perspektivet er bærbare vindgeneratorer, der kan oplade din mobiltelefon på fx en gåtur.

Vindmøllers svaghed er – vindstille. Men nu har forskere udviklet en nano-generator, der kan fange selv den svageste brise. Perspektivet er bærbare vindgeneratorer, der kan oplade din mobiltelefon på fx en gåtur.

Shutterstock

Kinesiske forskere har bygget et smart apparat, der i stand til at høste energien fra ganske små bevægelser i luft og vind og omdanne det til elektricitet.

Den nye opfindelse – en såkaldt triboelektrisk nanogenerator – er i stand til at lave strøm allerede ved omkring 1,5 m/s.

Konventionelle vindmøller producerer først elektricitet, når vinden blæser omkring 3,5 m/s, mens deres maksimale ydeevne kræver hård vindstyrke helt oppe mellem 10 og 15 m/s.

Laver strøm som en ballon mod hår

Den nye generator ligner lidt en løvblæser, hvor et langt, gennemsigtigt rør er monteret på en vindturbine. Inde i røret sidder to lag film af forskellige materialer, der er i stand til at generere en såkaldt triboelektrisk effekt‚ hvor to lag, der kommer i kontakt med hinanden og bliver adskilt igen, skaber en elektrisk spænding.

Den triboelektriske effekt kender man ude fra virkeligheden – fx når man gnider en ballon mod hovedet, indtil der opstår et elektrisk felt, så håret rejser sig op.

Når to tynde stykker film (de sorte streger) danser tæt op ad hinanden i en let til jævn brise, bliver der genereret nok strøm til at drive 100 LED-pærer.

© Yang et al. / Cell Reports Physical Science

Når vindturbinen tændes – for at simulere en naturlig brise – og luften begynder at bevæge sig i røret, opstår der en såkaldt Bernouilli-effekt, hvor luftens bevægelse skaber et undertryk i røret.

Undertrykket får de to lag film til at blafre og støde inde i hinanden. Når de to lag film på den måde skiftevis klasker sammen og skilles ad igen, træder den triboelektriske effekt i kraft, og de to lag lades med en elektrisk spænding.

En vindturbine (th.) blæser luft gennem røret. To lag film, markeret med 'B-TENG' i magenta, blafrer i vinden og klasker ind i hinanden, så der bliver genereret strøm.

© Yang et al. / Cell Reports Physical Science

Forskerne eksperimenterede med forskellige vindstyrker i deres rør, og de kom frem til, at den optimale ydevne fandtes ved en vindstyrke mellem 4 og 8 m/s. Ved den styrke kunne generatoren lave strøm nok til at holde 100 LED-pærer kørende.

Miniudgave kan oplade din mobil på en gåtur

Næste skridt er at bygge generatoren i meget større udgaver med en kapacitet op mod 1.000 watt, som ifølge forskerne skal gøre dem konkurrencedygtige med konventionelle vindmøller.

Samtidig drømmer de om at bygge en miniature-udgave af generatoren, som er på størrelse med en mønt, og som kan lave strøm til forskellige transportable enheder.

Forskerne forestiller sig, at den lille generator-mønt vil kunne oplade en smartphone med den vindenergi, som genereres af en gåtur på 10.000 skridt.