水力发电是最成熟的可再生能源之一,利用储存在特定高度的水来发电。它也被称为水力发电。从高处落下的水的动能通过涡轮机转化为机械能,然后通过发电机转化为电能,以满足各种任务的能量需求。因此,这种能量被称为水力发电。利用水力能开发机械能的想法已经流行了 2000 多年。从水源产生的电能取决于两个方面,即 (i) 从高处落下的水和 (ii) 流动的水量。在水轮机中,叶片附在轴上,当流动的水流过涡轮机的叶片时,轴就会旋转。将能量传递给涡轮机后,水通过水力发电厂的排水管或渠道排出,用于灌溉或用水。发电机与涡轮机轴的结合最终产生电能。图 1 显示了水力发电厂的总体布局。
引言着重于环境可持续性以及技术的增长,许多研究领域正在出现。这样的领域涉及利用各种形式的可用自然能量来发电。超越太阳能[1],风[2],海洋[3],生物量[4],地热[5],氢能[6]和水力发电[7],环境能量收获[8,9],已经变得越来越重要。通过设计有效的设备来捕获这种残留的机械能,我们可以为生成环保和可定制的电能铺平道路[10]。Triboelectric纳米生成器Tengs为全球能源危机提供了创新的解决方案。这些设备利用接触电气化和静电感应将机械能转换为电力,而无需任何外部电源。通过利用来自人类运动和机械活动等各种来源的机械能量,Tengs已成为一项有前途的技术,尤其是用于自动传感系统和能量收获[11,12]。它们与储能设备的集成对于实际应用至关重要。
•增加的图意味着在块上正在完成积极的工作。•外力施加在块A上,导致块的速度增加,并且块的动能增加。•机械能是保守的和/或没有为块弹簧系统进行的工作,并且势能减少。
摘要 机械能因其丰富性而成为一种很有前途的环境能源。摩擦纳米发电机 (TENG) 是一种基于接触起电的有效机械能收集方法。现有的液体基 TENG 可以在不损坏表面的情况下稳定运行;然而,这些 TENG 的输出比固体基 TENG 小得多。值得注意的是,液体直接接触导电材料的液体基 TENG 可以产生超过几 mA 的电流。然而,液体储存器必须具有足够的体积,并且必须提供足够的空间让液体移动以产生电输出。为了确保紧凑轻巧的设计并在低输入频率范围内产生电输出,我们推出了一种移动棒式水基 TENG (MSW-TENG)。所提出的 MSW-TENG 可以分别产生高达 710 V 和 2.9 mA 的开路电压和闭路电流,并可用作自供电安全装置。本研究的结果可以促进TENG在日常应用中的实现。
作为能量转换技术的一个新兴分支,摩擦纳米发电机 (TENG) 开辟了一条有效利用各种机械能用于供电和/或传感的全新途径。自 2012 年发明以来,TENG 在材料合成和改性、结构设计到性能优化、电源管理和应用探索等各个方面都经历了蓬勃发展和革命性的发展。与有机太阳能电池和有机发光二极管相比,TENG 是一种独特的技术,开辟了使用聚合物材料 (PM) 收集机械能的领域。到目前为止,凭借摩擦过程中出色的电荷转移和捕获能力,各种类型的 PM 已被开发并用作摩擦电材料,以实现高性能 TENG。本文重点介绍了 PM 在 TENG 技术中的应用和开发,并首先总结了目前报道的能量收集 TENG 中经常采用的主要 PM。其次,介绍并重点介绍了几种新型 TENG 中用于特殊或特定能量收集环境的 PM。最后,展望了面向 TENG 技术的高性能 PM 的发展前景和挑战,并希望这些前景和挑战对未来的研究有所启发。
定量打击乐诊断(QPD)是最近使用PerientoMeter®仪器(Curmetrics LLC,Los Angeles,CA)形成的最近开发的非破坏性测试(NDT)方法。这种测试方式已用于检测和定量分析整体迁移率以及细节缺陷的存在,例如与牙齿[1]和牙科植入物相关的裂纹[2,3]。QPD的有效性也已被证明可以检测到层压板结构中的弱“亲吻”键[4,5]。QPD测试系统由一个探针组成,该探针包含一个被启用的力传感器,该探针被启用以敲击规格。在探针对试样的打击乐后,杆中的压电传感器记录了力时间数据。这种相对较低的撞击会在标本中产生最大应力,而这种应力是无损的。在标本的特征上,每种打击乐的实力时间验证是在杆与试样接触的0.2 E 0.4 ms上记录的。与打击乐探针相连的计算机中的软件确定了每次进行测量时测量的力与10个打击乐器的时间返回到杆的机械能[4 E 6]。图1显示了当前QPD测试系统的示意图。归一化能量返回(NER),即将机械能返回到杆撞击前的杆的动能,作为QPD测试结果,将其绘制在撞击前的杆的动能。返回的机械能被定义为将力平方除以测量该力的打击乐杆中传感器的动态刚度。ner和时间可用于确定损失系数,一个阻尼参数,显示结构中的总能量耗散以及正常拟合误差(NFE),该参数表明裂纹的存在和严重程度和其他缺陷缺陷[1 E 4,6 E 9]。NER的较低振幅可以表明由于严重的缺陷或结构中有较高数量的特定缺陷(例如孔隙率)而导致结构的能量更多。
•无线电将无线电波的电能 - 电磁辐射信号转换为机械能,声音,从无线电的扬声器中转换为机械能量•电能来自电磁辐射被无线电的天线“捕获”的电磁辐射,该天线被无线电的电子电路通过电台的电子播放来放大,以“驱动电台”的声音•响应响应的演讲者•巨大的演讲•巨头运动,收音机中的调谐电路允许单个电台 - 可以选择
摘要 几十年来,波浪能领域一直是数值模拟、比例模型测试和商业化前期项目测试的主题,但波浪能技术仍处于发展的早期阶段,必须继续证明自己是一个有前途的现代可再生能源领域。波浪能系统一直在努力克服的困难之一是设计高效的能源转换系统,该系统可以将波浪激活体振荡产生的机械能转换成另一种有用的产品。动力输出装置 (PTO) 通常被定义为负责将机械能转换成另一种可用形式(例如电能、加压流体、压缩空气等)的单个单元。PTO 以及整个动力转换链非常重要,因为它不仅影响波浪能转换成电能的效率,而且还影响波浪能转换器 (WEC) 的质量、尺寸、结构动力学和能源平准化成本。由于海洋能源行业没有用于波浪能转换的工业标准设备,因此 PTO 系统设计变化很大。目前大多数 WEC PTO 系统都包含机械或液压传动系统、发电机和电气控制系统。WEC PTO 设计的挑战在于设计一个可以有效转换不规则、双向、低频和低交变速度波浪运动的机电组件。虽然可以提前预测总平均功率水平,但必须将可变的波浪高度输入转换为平滑的电输出,因此通常