В Южной Корее разработали технологию, позволяющую заряжать дрон слабым магнитным полем вокруг ЛЭП - 25,2 мВт/см3 при 5,4 гаусса
- KOREA HERALD
- 4 дня назад
- 2 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Корейский институт производственных технологий разрабатывает высокоэффективную технологию сбора энергии
- Планируется разработать технологию автономного питания для сверхкомпактных дронов
Модуль для сбора энергии, разработанный Корейским институтом производственных технологий [Предоставлено Корейским институтом производственных технологий]
Корейские исследователи разработали технологию сбора энергии, которая преобразует магнитные поля, генерируемые линиями электропередачи, в электричество.
Исследовательская группа под руководством старшего научного сотрудника Юн Сын Ха из Отдела энергии и нано Корейского института производственных технологий (KIMM) объявила 9 декабря, что ей удалось реализовать новый метод сбора энергии, способный эффективно собирать круговые магнитные поля, генерируемые вокруг линий электропередачи.
Суть разработки заключается в применении симметрично-колебательной структуры, закрепленной по центру и с магнитами по обе стороны.
Сбор энергии на основе магнитного поля осуществляется за счет силы, действующей на магниты, соединенные с пьезоэлектрическим материалом, когда изменяется сила или направление магнитного поля. Эта сила вызывает изгиб пьезоэлектрического материала, тем самым генерируя электричество.
Чем больше и чаще происходит изгиб пьезоэлектрического материала, тем выше выработка электроэнергии и тем стабильнее выходная мощность. Поэтому очень важно обеспечить достаточную деформацию в резонансном состоянии.
Структура модуля для сбора энергии. Фото = Корейский институт производственных технологий
По этой причине системы сбора энергии магнитного поля проектируются путем фиксации одной стороны пьезоэлектрического материала и размещения магнита на другой стороне, что позволяет ему двигаться под воздействием внешнего магнитного поля.
Основываясь на этом, исследовательская группа разработала симметрично-вибрационный модуль. Эта конструкция использует тот факт, что круговое переменное магнитное поле, образующееся вокруг линий электропередачи, непрерывно толкает и тянет магнит. Это позволяет пьезоэлектрическому материалу поддерживать резонанс при значительном изгибе.
Этот модуль для сбора энергии фиксирует пьезоэлемент по центру и имеет постоянные магниты с противоположными полярностями по обе стороны. Он сконструирован таким образом, что при изменении направления магнитного поля возле линии электропередачи оба магнита движутся в одном и том же направлении.
Эта конструкция может генерировать в два раза больше электроэнергии по сравнению с существующими методами, использующими один магнит и пьезоэлемент.
Принцип работы модуля для сбора энергии в круговом магнитном поле (Предоставлено KIMM)
Команда, проводившая данное исследование (слева направо): Исследователь Пак Чжэ У, старший исследователь Юн Сын Ха, исследователь Ан Ён Хи [Предоставлено Корейским институтом производственных технологий]
Кроме того, установив вокруг магнита концентратор магнитного потока (MFC), команда смогла увеличить силу, передаваемую магниту, даже при слабом магнитном поле. Это привело к повышению эффективности преобразования энергии на единицу площади пьезоэлектрического элемента более чем на 20 %.
Для проверки конструкции исследовательская группа использовала катушку Гельмгольца, чтобы воспроизвести условия, аналогичные условиям вокруг линий электропередачи, создав магнитное поле с индукцией менее 10 гауссов.
Результаты экспериментов показали, что новоразработанный модуль способен обеспечить мощность на уровне 25,2 мВт/см3 даже в слабом магнитном поле - около 5,4 гаусса - которое наблюдается вокруг линий электропередачи.
Концептуальная схема зарядки микродрона с использованием технологии сбора энергии, разработанной исследовательской группой Корейского института производственных технологии (Предоставлено KIMM)
«Данная технология позволяет преобразовывать в электричество даже слабые магнитные поля, генерируемые вблизи линий электропередачи» - сказал старший научный сотрудник Юн Сын Ха, добавив: «Мы планируем развить ее в качестве технологий автономного питания, применив ее к устройствам, которые трудно заряжать извне, таким как датчики интернета вещей или микродроны вблизи ЛЭП».
Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале «Sensors and Actuators A: Physical».
Комментарии