Компактные и экологичные источники энергии не требуют солнца или больших площадей. Их работа основана на применении магнитоэлектрических элементов.

Специалисты Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого изучили материалы для создания экологичных энергогенераторов, которые способны сохранять высокую эффективность, не требуют солнечного света и больших площадей.

Магнитоэлектрические (МЭ) элементы рассматриваются учеными как одни из наиболее перспективных компонентов для источников электричества. В основе их работы лежит магнитоэлектрический эффект (МЭ-эффект), используемый для преобразования механической энергии в магнитную, а затем ‒ в электрическую в устройствах сбора энергии из внешней среды.

Конструктивно МЭ-элементы представляют собой пластины, работающие по принципу камертона в резонансе. Колебания и вибрации вызывают в них интенсивное выделение энергии, которую затем преобразуют к нужному уровню и аккумулируют. Энергия, вырабатываемая МЭ-элементом под воздействием вибрации, складывается из двух составляющих: энергии, преобразованной за счет пьезоэффекта, и энергии, преобразованной благодаря магнитоэлектрическому эффекту.

Ученые исследовали характеристики МЭ-элементов для создания магнитоэлектрического синхронного генератора, концепция которого была разработана в 2015 году. Данный тип генератора может применяться при создании малогабаритных, энергоэффективных и экологически чистых устройств.

Как пояснил профессор кафедры проектирования и технологий радиоаппаратуры НовГУ Роман Петров, такой генератор может использоваться в ветроэнергетических установках, гидрогенераторах, турбогенераторах и другом электрооборудовании, преобразующем механическую энергию в электрическую.

В рамках экспериментальной работы ученые провели сравнительный анализ двух конфигураций МЭ-элементов с размерами 70×12×0,54 мм и 30×10×0,54 мм. Каждый элемент состоит из нескольких слоев: пьезоэлектрическая пластина склеена с гибкой магнитострикционной подложкой. Для точной оценки рабочих параметров специалисты разработали измерительный стенд, который позволил провести тестирование в широком частотном диапазоне ‒ от 100 Гц до 100 кГц. Исследования включали анализ как нерезонансных, так и резонансных режимов работы.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

https://science.mail.ru/news/8556-magnitnaya-burya-16-sentyabrya/?from=swap&swap=2