Prelomový generátor mení dažďové kvapky na využiteľnú elektrinu

Myšlienka výroby významného množstva elektriny z padajúcich dažďových kvapiek bola dlho považovaná za nepraktickú, no dnes sa javí ako potenciálny chýbajúci diel v skladačke obnoviteľnej energie. Vedci v Singapure vyvinuli nový systém, ktorý dokáže z dažďa vyrobiť až 100 000-krát viac elektriny, než sa doteraz považovalo za možné.

Tento prelomový objav je založený na inovatívnom princípe nazývanom „plug flow“, ktorý prekonáva dlhodobé fyzikálne bariéry. Systém „plug flow“ využíva vertikálne trubice na vytvorenie charakteristického vzoru prúdenia pripomínajúceho „šnúru perál“, kde sa kvapôčky vody striedajú so vzduchovými bublinami.

Toto oddelenie vody a vzduchu výrazne zvyšuje separáciu náboja na rozhraní voda-vzduch, čím efektívne prekonáva takzvané „obmedzenie Dubajovej dĺžky“, ktoré predtým bránilo efektívnej výrobe energie. Kľúčovým konštrukčným prvkom je, že systém funguje výlučne na princípe gravitácie a nevyžaduje žiadny externý energetický vstup, ako sú čerpadlá alebo zložité stroje, čo dramaticky znižuje prevádzkové náklady.

Za optimálnych podmienok dosahuje tento systém účinnosť premeny energie viac ako 10 % a hustotu výkonu až 100 W/m^2. Pri porovnaní s dominantnou solárnou technológiou je zrejmé, že solárne panely sú výkonnejšie, s hustotou výkonu presahujúcou 200 W/m^2.

Generátor „plug flow“ však ponúka jedinečnú strategickú výhodu: vyrába elektrinu počas dažďa, teda presne vtedy, keď je výkon solárnych panelov výrazne obmedzený. Táto technológia preto nie je konkurentom solárnej energie, ale jej ideálnym doplnkom. Kombináciou oboch systémov by bolo možné vytvoriť konzistentnejšiu a spoľahlivejšiu dodávku obnoviteľnej energie a znížiť tak jej občasnú nestabilitu.

Jednoduchosť systému navyše umožňuje jeho bezproblémovú integráciu do existujúcej mestskej infraštruktúry, ako sú strechy a dažďové odkvapy. To ho robí mimoriadne vhodným pre husto zastavané mestské prostredie, kde je obmedzený priestor pre rozsiahle solárne alebo veterné farmy.

Napriek svojmu obrovskému potenciálu však technológia čelí niekoľkým výzvam, ktoré je potrebné prekonať pre jej masové rozšírenie. Udržanie vzoru prúdenia „šnúry perál“ je kľúčové, pretože nepretržitý prúd vody výrazne znižuje účinnosť. Súčasná efektivita je obmedzená na dĺžky trubíc do 32 cm, čo si vyžaduje použitie viacerých modulov na dosiahnutie vyššieho energetického výkonu.

Pre dlhodobú spoľahlivosť je tiež potrebné vyriešiť problémy s trvanlivosťou, ako je upchávanie, degradácia materiálov ako FEP hadičky vplyvom UV žiarenia a celková odolnosť voči poveternostným vplyvom. V neposlednom rade sú počiatočné náklady na materiál a inštaláciu v súčasnosti vyššie ako pri zavedených technológiách, ako sú solárne panely.

Táto technológia je ukážkovým príkladom „zberu energie“ – získavania okolitej energie, ktorá by inak zostala nevyužitá. Jej najväčšia sila nespočíva v surovom výkone, ale v načasovaní, keďže generuje energiu počas nepriaznivého počasia, čím priamo kompenzuje hlavnú slabinu solárnej energie a zvyšuje odolnosť elektrickej siete.

Schopnosť integrácie do existujúcich budov naznačuje budúcnosť hyperlokalizovanej výroby energie, kde sa každá budova môže stať malou elektrárňou, ktorá zbiera energiu zo slnka aj z dažďa, čím sa znižujú prenosové straty a vytvára sa robustnejšia, distribuovaná energetická sieť.

Prelomový objav nespočíva len v nových materiáloch, ale predovšetkým v inteligentnom využití fluidnej dynamiky, čo dokazuje, že významné pokroky v oblasti obnoviteľnej energie môžu prísť aj z inovatívneho prehodnotenia dobre známych fyzikálnych javov.

^{Zdroj: geeky-gadgets.com foto: depositphotos.com.}