Вчені Самарського національного дослідницького університету імені академіка Корольова розробили мікроелектростанції для перетворення шуму енергетичних установок в електрику, повідомляє прес-служба університету.
У перспективі такі пристрої можна буде встановлювати в вихлопних системах потужних двигунів залізничних локомотивів, великих морських суден або поршневих компресорів.
Уточнюється, що сенс ідеї – використання енергії звукових хвиль, які поширюються в вихлопних системах різних енергетичних установок – двигунів і компресорів. Так, замість поглинання вчені припускають її перетворення в додаткову енергію.
В даний час зібраний прототип установки, на якому проводяться експериментальні дослідження.
«Прототип являє собою хвилевід – поліпропіленову трубу довжиною близько трьох метрів, всередині якої знаходиться пульсації турбіна з електрогенератором. До одного з кінців труби приєднаний джерело шуму – сабвуфер потужністю близько 80 Вт від звичайної побутової акустичної системи. Усередині труби також розміщені різні датчики, до волноводу приєднаний осцилограф», – цитує прес-служба старшого викладача кафедри теплотехніки Самарського університету Артема Шимановем.
«Вступники в трубу звукові коливання розкручують турбіну. Вчені вимірюють тиск в різних точках хвилеводу і дивляться, як вибудовуються звукові хвилі в залежності від місця розташування турбіни в трубі. Завдання – знайти оптимальну точку з найбільшим ступенем утилізації звуку і вироблення електроенергії», – пояснює Шиманов.
Перші експерименти показали, що звук потужністю приблизно 20 Вт розкручує турбіну до 13 тис. Обертів на хвилину, що дає близько 2 Вт електроенергії.
За даними прес-служби, розробка може зробити двигуни менш гучними і більш безпечними для здоров’я людей, а також знизить навантаження на вихлопну систему двигуна, що дозволить зменшити розміри і вагу двигунів. Так, двигун від тепловоза або морського судна при зменшенні вихлопної системи на 10% дасть зниження загальної ваги на десятки кілограмів.
«Зараз ми ставимо під час експериментів турбіну безпосередньо в трубу і при цьому як би трохи перекриваємо вихідний потік передбачуваної вихлопної системи. На реальної вихлопній системі можна буде зробити перпендикулярну врізку в трубу і розмістити турбіну в цьому перпендикулярному відведенні. Тобто, вихлопні гази будуть вільно виходити, а акустична хвиля буде змушувати турбіну крутитися.
В процесі роботи пульсації турбіна частково поглинає енергію звукової хвилі і зменшує піковий тиск, що призводить до зниження рівня шуму, який, як відомо, шкодить здоров’ю людини і пошкоджує техніку», – каже Шиманов.
Дослідження планується завершити в 2022 році, після чого буде виготовлений демонстраційний зразок установки з хвилеводом з металу і почнеться робота по впровадженню цієї розробки на практиці.
