Šis procesas panašus į miniatiūrinę hidroenergijos formą, kai elektros energijai gaminti naudojama judančio vandens kinetinė jėga, rašo scitechdaily.com.
Vis dėlto, šios technologijos plėtra platesniu mastu pasirodė esanti sudėtinga, o tai riboja jos praktinį panaudojimą.
Buvo įrodyta, kad lietaus lašų energijai surinkti sėkmingai naudojamas triboelektrinis nanogeneratorius (TENG), kuriame naudojama skysčio ir kietojo kūno kontaktinė elektrifikacija.
Ši technologija taip pat sėkmingai surenka energiją iš bangų ir kitų formų triboelektrinės energijos gamybos iš skysto ir kieto kūno būdų.
Tačiau lašeliais grindžiamoms TENG (D-TENG) taikomas techninis apribojimas sujungti daugiau nei vieną tokią plokštę, o tai sumažina bendrąją galią.
Neseniai paskelbtame straipsnyje aprašoma, kaip modeliuojant D-TENG plokštes pagal saulės baterijų masyvus, lietaus lašų energijos surinkimas tampa efektyvesnis, o tai išplečia jų taikymo sritį.
„Nors D-TENG turi labai didelę momentinę išėjimo galią, vis dar beveik neįmanoma, kad vienas D-TENG galėtų nuolat tiekti energiją megavatų galios elektros įrangai. Todėl labai svarbu vienu metu panaudoti kelis D-TENG“, – sakė Zong Li, Tsinghua universiteto Kinijoje profesorius.
„Remdamiesi saulės kolektorių konstrukcija, kai keli saulės energijos generavimo įrenginiai jungiami lygiagrečiai, kad aprūpintų apkrovą, mes siūlome paprastą ir veiksmingą lietaus lašų energijos surinkimo metodą.“
Kai sujungiami keli D-TENG, tarp plokščių viršutinio ir apatinio elektrodo atsiranda nenumatyta jungiamoji talpa. Ši nenumatyta jungiamoji talpa sumažina minėtų plokščių galią.
Siekdami sumažinti šios problemos poveikį, mokslininkai pasiūlė tiltinių matricų generatorius, kuriuose naudojami matricos apatiniai elektrodai, kad būtų sumažinta talpos įtaka.
Kai lietaus lašai krenta ant skydo paviršiaus, lietaus energija gaminama ir kaupiama. Kai lašas nukrenta ant plokštės paviršiaus, vadinamo FEP paviršiumi, lašas įkraunamas teigiamai, o FEP paviršius įkraunamas neigiamai.
„Kiekvieno lašelio sukuriamo krūvio kiekis yra nedidelis, ir FEP paviršiaus krūvis palaipsniui išsisklaido. Po ilgesnio laiko ant paviršiaus FEP paviršiaus krūviai palaipsniui kaupiasi iki prisotinimo“, – sakė Z. Li.
„Šiuo metu FEP paviršiaus krūvio išsklaidymo greitis yra subalansuotas su kiekvieno lašelio smūgio sukurto krūvio kiekiu.“
Siekiant įrodyti, kad tiltų masyvo generatoriai su apatinių elektrodų masyvu yra sėkmingi, įprastinis D-TENG buvo palygintas su tiltų masyvo generatoriais.
Mokslininkai taip pat palygino tiltų masyvo generatorių su skirtingo dydžio apatiniais elektrodais veikimą. Taip pat buvo tiriamas plokščių storis, siekiant išsiaiškinti, ar jis turi įtakos galios nuostoliams.
Padidinus FEP paviršiaus storį, sumažėjo jungiamoji talpa, kartu išlaikant paviršinio krūvio tankį, o abu šie veiksniai galėtų pagerinti tiltų matricos generatoriaus veikimą.
Kai lietaus lašų energijai surinkti buvo sukurti tiltų masyvo generatoriai ir juose buvo naudojami masyvo apatiniai elektrodai ir tilto atoveiksmio struktūros, lietaus lašų surinkimo plokštės galėjo būti nepriklausomos viena nuo kitos.
Tai reiškia, kad būtų galima sumažinti neplanuotus energijos nuostolius.
„Bridge array“ generatorių didžiausia galia yra beveik 5 kartus didesnė nei įprastų tokio paties dydžio didelio ploto lietaus lašų energijos generatorių ir siekia 200 vatų vienam kvadratiniam metrui, o tai visiškai įrodo jų privalumus renkant didelio ploto lietaus lašų energiją.