Wahadłowy generator prądu z energii drgań i fal morskich

W urządzeniu będzie się znajdować zestaw wahadeł, które zostaną wprowadzone w ruch przez kołysanie fal. To z kolei napędzi prądnicę i wzbudzi prąd elektryczny. Urządzenie może być zasilane nie tylko przez ruch fal morskich, ale również przez innego rodzaju drgania – mogłoby być więc np. zasilane wstrząsami w czasie jazdy pociągu.

 – Urządzenie nie zgromadzi tyle energii, żeby np. zasilić miasteczko, ale mogłoby zasilać lampy sygnalizacyjne, które znajdują się w trudno dostępnych miejscach - na bojach czy sygnalizatorach przy sieciach rybackich na morzu – twierdzi kierownik badań, prof. Tomasz Kapitaniak z Katedry Dynamiki Maszyn Politechniki Łódzkiej.

Naukowiec zaznacza, że wymiana baterii w takich miejscach jest żmudna i kosztowna - do każdej boi trzeba dopłynąć. Gdyby sygnalizator miał własną małą falową "elektrownię", wymiana baterii nie byłaby potrzebna. Taki wahadłowy generator mógłby być bardziej skuteczny niż baterie słoneczne - zasilanie działałoby również w nocy - również podczas bardzo długiej nocy polarnej. Do zasilenia lampy na boi morskiej wystarczyłoby urządzenie o boku 10 cm; aby działało, nie jest konieczny regularny ruch fal.

Badania nad projektem częściowo są finansowane w ramach programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Na razie badacze opracowali dopiero model urządzenia i przeprowadzili pierwsze testy na basenie. Następnym krokiem ma być budowa prototypu.

Naukowiec z Politechniki Łódzkiej wyjaśnia, że istnieją już wynalazki, które wykorzystują ruch fal do generacji prądu, ale rozwiązanie jego zespołu jako pierwsze wykorzystywać ma mechanizm synchronizacji wahadeł.

 – Poruszające się w jednym rytmie wahadła umieszczone obok siebie, ale puszczone w ruch w innym momencie, potrafią samodzielnie się zsynchronizować. Aby doszło do synchronizacji, wahadła powinny mieć ten sam okres drgań i konieczny jest przepływ energii (informacji) między nimi – dodaje prof. Kapitaniak.

Widowiskowym przykładem takiej synchronizacji jest np. umieszczenie na wspólnej ruchomej podstawce metronomów i puszczenie ich w ruch niezależnie od siebie.

Okazuje się, że po kilku minutach urządzenia mogą dostroić się do siebie i wspólnie wystukiwać jeden rytm. Naukowiec dodał, że do podobnych zjawisk jak w takim doświadczeniu, dochodzić będzie wewnątrz jego generatora prądu. Jednak w wynalazku wszystkie wahadła umieszczone będą wewnątrz obudowy, na jednej strunie, a jedno z nich będzie elektronicznie zasilane i nada rytm całej grupie wahadeł kołysanych falą.

Prof. Kapitaniak wyjaśnia, że synchronizacji ulegają nie tylko wahadła, ale i inne układy, w których obserwuje się regularność. 

 – Do synchronizacji ludzkich kroków doszło np. podczas otwarcia Millenium Bridge w Londynie – przypomina ekspert. Kiedy tłum wkroczył na most, kroki ludzi były chaotyczne. Ale przez to most wpadł w oscylacje. Sprawiły one, że ludzie musieli dostroić do nich swój krok i zaczęli iść w jednym rytmie, co spowodowało jeszcze większe ruchy mostu.

Stanowiło to zagrożenie dla konstrukcji, dlatego most musiał być zamknięty zaraz po otwarciu.

Do widowiskowej synchronizacji dochodzić też może np. w kolonii świetlików, które potrafią emitować światło w tym samym momencie. Jak wyjaśnia badacz, samice dostrajają migotanie swoich światełek do samca. "Wkrótce jadę do Boliwii badać to zjawisko" - zdradza prof. Kapitaniak.

Do synchronizacji układów oscylacyjnych dochodzi również czasem w przypadku... miesiączkowania kobiet - zdarza się, że kobiety, które mieszkają wspólnie - np. w jednym pokoju w akademiku - czy wspólnie pracują na małej przestrzeni, miesiączkują w tym samym czasie. Z kolei w obrębie jednego organizmu niebezpieczna może stać się synchronizacja pracy wielu komórek - tak dzieje się w przypadku neuronów. Zjawisko to prowadzi do choroby Parkinsona. "Neurony powinny działać chaotycznie" - przyznaje badacz. W tych przypadkach od wymiany informacji między układami oscylacyjnymi dochodzi jednak w inny sposób niż w przypadku wahadeł.

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl