"Wodna" rewolucja w Bawarii?

Wodna rewolucja w Bawarii?

Woda jest w tej chwili najważniejszym źródłem wśród odnawialnych źródeł energii w Bawarii (Niemcy), stanowi około 33 procent wszystkich OZE produkowanych w tym regionie. Ale konwencjonalne elektrownie wodne są przedmiotem kontrowersji ze względu na ich niski poziom produkcji i ich ingerencję w ekosystem. Naukowcy firmy Fraunhofer pracują nad przyjazną dla środowiska alternatywą: w przyszłości innowacyjne materiały elastomerowe przekształcą energię mechaniczną wytwarzaną przez przepływającą wodę w małych rzekach bezpośrednio do energii elektrycznej.

Zgodnie z polityką energetyczną Bawarski rząd określił nowe cele przejścia na bardziej ekologiczną gospodarkę energetyczną: do 2025 r. Około 40 procent energii elektrycznej w Bawarii powinno być dostarczanych przez lokalne źródła energii odnawialnej. W projekcie DEGREEN Instytut Fraunhofer realizuje innowacyjne podejście do wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych z wykorzystaniem energii wodnej. W tym celu naukowcy z Würzburga korzystają z bardzo elastycznych i bardzo cienkich folii elastomerowych, które pracują jako kondensatory. Folie silikonowe są powlekane z obu stron przewodzącą warstwą elastyczną i wyposażone w część izolacyjną. Są one instalowane w małych rzekach i strumieniach, gdzie stała deformacja i rozluźnienie elastomerów konwertuje mechaniczną energię kinetyczną z wody bezpośrednio na energię elektryczną. Przepływająca woda deformuje miękki film, którego charakterystyka jest podobna do balonu. Po zdeformowaniu folie wykazują wysoki ładunek elektryczny generowany przez proces rozciągania. Folia elastomerowa jest następnie mechanicznie zluzowana do jej pierwotnego stanu.

Ale jak to cykliczne odkształcenie filmów zostało osiągnięte? Brunner i jego zespół wdrożyli inteligentną koncepcję pobudzenia mechanicznego. Woda przepływa przez zwężoną rurkę, wytwarzającą ujemne ciśnienie powietrza - która powoduje deformację folii elastomerowej. Następnie otwiera się zawór powietrzny, aby wyrównać ujemne ciśnienie powietrza, a folia elastomerowa powraca do stanu niezdeformowanego. To, co sprawia, że projekt jest tak genialny, że otwór wentylacyjny jest samoczynnie sterowany: otwiera się i zamyka samodzielnie, bez potrzeby korzystania z elektroniki lub zasilania.

Zmiana średnicy folii umożliwia naukowcom wyregulowanie ciśnienia. W rezultacie generator może być dostosowany do natężenia przepływu. System składa się z folii, rury, odpowietrzenia, pompy, kanału powietrznego, elektroniki i prostownika, ma również strukturę modułową. Rurki, które również mają giętką średnicę, są dostosowywane do głębokości i szerokości wody i są ustawiane na górze, za sobą lub obok siebie. Jeśli rzeka jest szeroka, ale płytka, zaleca się zamontowanie rur obok siebie. "Główną zaletą naszej koncepcji jest jej elastyczność: może być stosowana w wodzie o dowolnej głębokości, wykorzystujemy wodę płynną. Nasze generatory elastomeru są idealne dla małych rzek i mogą pracować z prędkością przepływu nawet od 0,5 metra na na drugim i na głębokości 0,5 m. W Bawarii są to wyjątkowo małe rzeki, które razem pokrywają długość około 30 000 km. Nasz system, na który nie wpłynie wiatry i słońce, jest idealnym rozwiązaniem. generatorów, moglibyśmy pomóc przybliżyć Bawarię znacznie większy krok w kierunku osiągnięcia przejścia na bardziej ekologiczną energię ", mówi Brunner. Ogółem taki system mógłby dostarczać sieci 876 MWh mocy rocznie. Austria i Szwajcaria - wraz ze swym bogactwem górskich strumieni - a także kraje rozwijające się skorzystałyby również z tej innowacyjnej koncepcji.

Generatory elastomeru są zaprojektowane do cichego działania w płytkich i małych akwenach wodnych bez tamy kontrolnej. Są one odpowiednie do wykorzystania jako zdecentralizowane zasilanie na kempingach lub odległych osiedlach położonych w bezpośrednim sąsiedztwie wody.

W laboratorium Brunner i jego zespół opracowują obecnie dwa typy generatorów: jeden pływający i jeden, który jest przymocowany do brzegu rzeki. Obecnie pracują nad miniaturyzowaniem rozmiaru generatora. Pod koniec projektu oczekują, że pojawią się systemy odporne na wpływy atmosferyczne i powodziowe, które mają rozmiary pola sterowania przełącznikami. Oprócz badań w laboratorium naukowcy z Fraunhofer współpracują z władzami lokalnymi, zarządem wodnym i organami ochrony środowiska w celu przeprowadzania testów terenowych z prototypami w rzekach Wern i Tauber, które zapewniają realistyczne warunki eksperymentalne. Ich celem jest generowanie 100 watów energii elektrycznej na generator w sposób ciągły.

(KB)