دراسة جديدة تتوصل لتوليد الكهرباء من قطرات تشبه المطر

أظهر باحثون في الجامعة الوطنية في سنغافورة أنه تم التوصل لدراسة جديدة تؤكد توليد الكهرباء من قطرات تشبه قطرات المطر تتحرك عبر أنبوب، وفقا لصحيفة دياريو الإسبانية.

وأشارت الصحيفة إلى أن العلماء نجحوا في تسخير ظاهرة فيزيائية أساسية لتوليد الكهرباء من قطرات تشبه قطرات المطر تتحرك عبر أنبوب، ولذلك فإن التدفق الذى ينتج عبر الانبوب كفى لإضافة 12 مصباحا LED.

وقال سيولنج سوه، أستاذ الهندسة الكيميائية في الجامعة الوطنية في سنغافورة والمؤلف المشارك للدراسة، إن "المياه المتساقطة عبر أنبوب عمودي تولد كمية كبيرة من الكهرباء من خلال نمط تدفق محدد: تدفق السدادة". "قد يسمح لنا نمط تدفق المياه هذا بتسخير طاقة المطر لتوليد كهرباء نظيفة ومتجددة."

وأضاف "عندما يحرك الماء الجاري التوربين، فإنه يولد الكهرباء. ومع ذلك، فإن الطاقة الكهرومائية تقتصر على الأماكن التي تحتوي على كميات كبيرة من المياه، مثل الأنهار.

في السابق، حاول العلماء تحسين كفاءتهم من خلال إنشاء المزيد من مساحة السطح المتاحة من خلال قنوات دقيقة أو نانوية لضمان تدفق المياه بشكل مستمر، ومع ذلك، لا يتدفق الماء بشكل طبيعي عبر هذه القنوات الصغيرة، وإذا تم ضخه، فإنه يتطلب طاقة أكبر مما يولد،  ولذلك أراد سوه وتشي كيت آو وزملاؤهما توليد الكهرباء باستخدام قنوات أكبر يمكن لمياه الأمطار أن تتدفق من خلالها.

وقام الفريق بتصميم نظام بسيط يتدفق فيه الماء عبر برج معدني في قاعدة البرج، مما يؤدي إلى رش قطرات بحجم المطر في فتحة أنبوب بوليمر عمودي يبلغ ارتفاعه 32 سنتيمترًا وعرضه 2 مليمتر.

وتسبب الاصطدام الأمامي للقطرات في الجزء العلوي من الأنبوب في تدفق السدادة: أعمدة قصيرة من الماء تتخللها جيوب هوائية، وعندما تدفق الماء عبر الأنبوب، انفصلت الشحنات الكهربائية، وتم جمع الماء في حاوية تحت الأنبوب، و تم التقاط الكهرباء بواسطة الأسلاك الموضوعة في أعلى الأنبوب وفي الزجاج.

أكثر من 10% من الطاقة يتم تحويلها إلى كهرباء

قام نظام تدفق القابس بتحويل أكثر من 10% من طاقة المياه المتساقطة عبر الأنابيب إلى كهرباء. وبالمقارنة بالمياه المتدفقة في تيار مستمر، أنتج تدفق القابس 5 أوامر من حيث الحجم من الكهرباء أكثر. وبما أن سرعة القطرات التي تم تحليلها كانت أبطأ بكثير من سرعة المطر، يقترح الباحثون أنه من الممكن استخدام النظام لالتقاط الكهرباء من قطرات المطر المتساقطة.

وفي تجربة أخرى، لاحظ الباحثون أن تحريك الماء عبر أنبوبين، إما في وقت واحد أو بالتتابع، يولد طاقة مضاعفة. وباستخدام هذه المعلومات، قاموا بتوجيه المياه عبر أربعة أنابيب، وقامت المنشأة بتشغيل 12 مصباح LED بشكل مستمر لمدة 20 ثانية. يقول الباحثون إن طاقة تدفق الطاقة قد تكون أسهل في التركيب والصيانة من محطات الطاقة الكهرومائية، وقد تكون مناسبة للمساحات الحضرية مثل أسطح المنازل.