Gli scienziati hanno creato bandiere in grado di generare energia elettrica utilizzando l'energia eolica e solare.

Le nuove bandiere per la raccolta dell'energia eolica e solare sono state sviluppate utilizzando strisce piezoelettriche flessibili e celle fotovoltaiche flessibili.

Le strisce piezoelettriche consentono alla bandiera di generare energia attraverso il movimento, mentre il fotovoltaico è il metodo più conosciuto per sfruttare l'energia elettrica utilizzando celle solari.

Lo studio, condotto da ricercatori dell'Università di Manchester, è il più avanzato del suo genere fino ad oggi e il primo a raccogliere contemporaneamente energia eolica e solare utilizzando bandiere invertite. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Applied Energy.

Le bandiere per la raccolta di energia di nuova concezione sono in grado di alimentare sensori remoti ed elettronica portatile su piccola scala che può essere utilizzata per il rilevamento ambientale come il monitoraggio dell'inquinamento, livelli sonori e calore per esempio.

L'obiettivo dello studio è quello di consentire soluzioni di raccolta di energia economiche e sostenibili che possono essere implementate e lasciate per generare energia con poca o nessuna necessità di manutenzione. La strategia è nota come "deploy-and-forget" e questo è il modello anticipato che le cosiddette città intelligenti adotteranno quando utilizzeranno sensori remoti.

Jorge Silva Leon, dalla Scuola di Meccanica di Manchester, Ingegneria aerospaziale e civile e autore principale dello studio, dice:"Sotto l'azione del vento, le bandiere che abbiamo costruito si piegano da una parte all'altra in modo ripetitivo, note anche come oscillazioni del ciclo limite. Questo li rende perfettamente adatti per la generazione di energia uniforme dalla deformazione di materiali piezoelettrici. Contemporaneamente, i pannelli solari apportano un duplice vantaggio:agiscono come una massa destabilizzante che innesca l'inizio di movimenti di sbattimento a velocità del vento inferiori, e naturalmente sono in grado di generare elettricità dalla luce ambientale.

Dott. Andrea Cincolini, coautore dello studio, ha aggiunto:"Le energie eolica e solare hanno tipicamente delle intermittenze che tendono a compensarsi a vicenda. Il sole di solito non brilla durante le condizioni di tempesta, mentre le giornate calme con poco vento sono solitamente associate a un sole splendente. Ciò rende l'energia eolica e solare particolarmente adatta per la raccolta simultanea, al fine di compensare la loro intermittenza".

Il team ha utilizzato e sviluppato tecniche di ricerca uniche come l'imaging video veloce e il tracciamento degli oggetti con analisi avanzata dei dati per dimostrare che le loro bandiere funzionavano.

Le mietitrici sviluppate sono state testate con velocità del vento variabili da 0 m/s (calma) a circa 26 m/s (tempesta/bufera totale) e 1,8 kLux di esposizione alla luce costante, simulando un'ampia gamma di condizioni ambientali. In queste condizioni operative, sono state generate potenze totali fino a 3-4 milli-Watt.

Dott. Mostafa Nabawy, coautore dello studio, afferma:"Le nostre bandiere invertite piezo/solare erano in grado di generare energia sufficiente per una gamma di sensori ed elettronica a bassa potenza che operano nell'intervallo di potenza da micro-Watt a milli-Watt all'interno di una serie di potenziali applicazioni pratiche nell'avionica, località remote di terra e di mare, e città intelligenti. Speriamo di sviluppare ulteriormente il concetto per supportare applicazioni che richiedono più energia, come una stazione di ricarica che genera energia ecologica per dispositivi mobili".

Dott. Alistair Revell, coautore dell'opera, mette in evidenza le direzioni di ricerca attuali e future dicendo:"Stiamo attualmente utilizzando un nuovo framework computazionale per la modellazione e la simulazione sviluppato presso l'Università di Manchester, basandosi su una lunga tradizione di fluidodinamica computazionale nel gruppo. L'uso dei computer per modellare le interazioni fluido-struttura è sempre più indicato come ingegneria virtuale, e svolge un ruolo chiave nello sviluppo del dispositivo riducendo il numero di modelli che devono essere fabbricati e testati fisicamente.