Φανταστείτε έναν κόσμο όπου τα δάση θα παρήγαγαν το σύνολο της ηλεκτρικής ενέργειας που θα χρειαζόμασταν…

Η ιδέα αυτή θα μπορούσε να γίνει πραγματικότητα χάρη σε μια νέα υβριδική τεχνολογία ΑΠΕ που μετατρέπει το λίκνισμα των κλαδιών των δέντρων σε «πράσινη» ηλεκτρική ενέργεια.

Η τεχνολογία συνδυάζει την αιολική ενέργεια με την πιεζοηλεκτρική, η οποία δεν είναι παρά το ηλεκτρικό φορτίο που παράγει η άσκηση δόνησης σε ένα υλικό.

Μια νέα μελέτη μηχανικών του εργαστηρίου ήχου και δονήσεων του πολιτειακού πανεπιστημίου του Οχάιο που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Journal of Sound and Vibration υποστηρίζει ότι η κίνηση των δέντρων παράγει δονήσεις που μπορούν να μετατραπούν επιτυχώς σε ενέργεια.

Η μετατροπή ενός τυχαίου εύρους δονήσεων σε εκμεταλλεύσιμη ενέργεια καθίσταται εφικτή μέσω της φυσικής δονητικής ενέργειας των «δενδροειδών» δομών. Οι φυσικές συχνότητες μοιάζουν με τοίχο που απορροφά και αποθηκεύει την ενέργεια από υψηλότερες συχνότητες, όπως ένας μικρός κυματισμός φουσκώνει σε ένα μεγάλο κύμα.

Η πιεζοηλεκτρική ενέργεια που παράγει η κίνηση ενός δέντρου από τον άνεμο δεν ισούται με αυτή που παράγει ένας ανεμόμυλος. Μέρος του προβλήματος είναι το γεγονός ότι ένας πιεζοηλεκτρικός μηχανισμός που βασίζεται στις δονήσεις περιορίζεται από το εύρος των συχνοτήτων των δονήσεων αυτών που μπορεί να μετατραπεί σε εκμεταλλεύσιμη ενέργεια. Διαφορετικά εύρη απαιτούν διαφορετικές ιδιότητες υλικών. Το πρόβλημα με την αιολική ενέργεια είναι η στοχαστικότητα, δηλαδή η τυχαιότητα της κίνησης των αερίων ρευμάτων.

Πώς λειτουργεί η τεχνολογία

Αυτή η περίπλοκη τεχνολογία βασίζεται στην περιδίνηση του ανέμου πάνω σε ένα φύλλο ή ένα μικρό κλαδί και στη μετατροπή αυτής της ενέργειας σε μια ισχυρή ταλάντωση χαμηλής συχνότητας μέσα στον ίδιο τον κορμό του δέντρου.

Οι επιστήμονες παρομοιάζουν αυτό το μηχανισμό με μια πεζογέφυρα. Οι άνθρωποι που τη διασχίζουν περπατούν σε διαφορετικές συχνότητες, αλλά μερικοί ταιριάζουν με τη συχνότητα συντονισμού της γέφυρας με αποτέλεσμα αυτή η μεγαλύτερη, αλλά χαμηλότερη συχνότητα να πολλαπλασιάζεται. Οι συχνότητες από το περπάτημα διαφορετικών ανθρώπων εξουδετερώνονται δημιουργώντας κάτι σαν «λευκό θόρυβο», αλλά στην περίπτωση αυτή μέρος της ενέργειας συλλέγεται από τη γέφυρα λόγω του συντονισμού της.

Οι μηχανικοί διενήργησαν πειράματα με μικρά τεχνητά δάση χρησιμοποιώντας δενδροειδείς χαλύβδινους σωλήνες σχήματος «L» περιτυλιγμένους με το πιεζοηλεκτρικό υλικό φθοριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDF). Οι ερευνητές κατάφεραν να παραγάγουν ενέργεια τάσης δύο Βολτ.

Ο πιεζοηλεκτρισμός μπορεί να παραχθεί από διάφορα υλικά και διαδικασίες, από τη χρήση ενός πληκτρολογίου ως την ανεπαίσθητη ταλάντωση ενός ουρανοξύστη.