实时监测风速和风向,对于农业环境下的作物管理和生产具有重要意义。然而,传统的风矢量传感器体积大、精度低、能源供应不足,难以满足现代可持续农业的需要。因此,在不需要外部电源的情况下,迫切需要能够对环境刺激做出超灵敏响应的风矢量传感器。
基于此,浙江大学应义斌教授报道了一种由8个狭缝效应摩擦电纳米发电机(SE-TENG)组成的全方位风能收集器(OWEH),用于环境能量采集和风矢量传感。
文章要点
1)采用透明可降解羟乙基纤维素(HEC)薄膜,通过倍频振动获得有效输出。此外,利用空穴的狭缝效应放大的微弱风信号使SE-TENG对外界刺激具有极高的灵敏度,最低可达0.5 m/s。
2)OWEH由8个SE-TENG组成,间隔45 °,通过卡槽固定在一个环上,以感知风速和风向。通过对OWEH输出信号的采集和分析,可以实时获得风速和风向信息,为农业生产的及时调整提供依据。此外,SE-TENG在风速传感过程中产生的电能也可以用来驱动农业传感器。
这项研究开发了一种基于SE-TEGS的新型农业OWEH,该OWEH不仅可以作为无线传感器的可持续电源,还可以用于全天候风速和风向传感,为智能农业提供可靠的基础。
参考文献
Shufen Dai, Xunjia Li, Chengmei Jiang, Qi Zhang, Bo Peng, Jianfeng Ping and Yibin Ying, Omnidirectional Wind Energy Harvester for Self-Powered Agro-Environmental Information Sensing, Nano Energy, (2021)
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106686
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106686