(Phys.org)—Energi från havet, eller "blå energi, "är utan tvekan den mest underexploaterade kraftkällan, enligt forskare i en ny studie. Även om haven innehåller tillräckligt med energi för att tillgodose alla världens energibehov, för närvarande finns det inget effektivt sätt att skörda det ekonomiskt och med rimlig effektivitet.

Huvudproblemet är att havsvågorna är oregelbundna och passerar med låga frekvenser, medan de flesta energiskördare fungerar bäst med vågor som har regelbundna amplituder och höga frekvenser. Tyvärr, det lugnande lugnet av långsamt, oförutsägbara vågor som slår mot stranden som vi tenderar att tycka är så fridfulla är inte idealiskt för energiskörd.

I en ny studie publicerad i ACS Nano , ett team av forskare ledda av Zhong Lin Wang vid Georgia Institute of Technology har utvecklat en enhet som kan skörda havsvågor i ett mycket brett frekvensområde som omfattar nästan hela havsvågornas energispektrum, inklusive de svåråtkomliga låga frekvenserna som är otillgängliga för de flesta skördare.

Den nya enheten är ett hybridsystem som består av två generatorer. En elektromagnetisk generator (EMG), som traditionellt har varit den huvudsakliga metoden för att skörda havsenergi, är väl lämpad för att skörda vågor vid höga frekvenser och snabba rotationshastigheter. En triboelektrisk nanogenerator (TENG), som först nyligen har undersökts för havsenergitillämpningar, fungerar bättre i lågfrekvensområdet och vid lägre rotationshastigheter.

"TENG har den unika fördelen med hög utspänning, och dess uteffekt är linjärt skalad med frekvens, vilket gör den idealisk för att skörda lågfrekvent energi, " berättade Wang Phys.org . "Å andra sidan, EMG:s uteffekt är proportionell mot kvadraten på frekvensen, så EMG är idealiskt lämpad för att skörda högfrekvent energi. Vid låg frekvens, ( <5 Hz), den effektiva effekten av TENG är mycket högre än den för EMG."

När de kombineras, de två typerna av generatorer arbetar i ett brett frekvensområde och i två lägen (fluktuation och rotation), tillåter hybridenheten att samla in en mängd olika typer av havsenergier, inklusive våg, nuvarande, och tidvatten. Varje typ av energi orsakar olika rörelser som kräver en flexibel skördningskapacitet.

Forskarna demonstrerade enheten genom att använda den för att tända lysdioder som bildar orden "BLÅ ENERGI." EMG är ansluten till ordet "BLUE" och TENG är ansluten till ordet "ENERGY" så att uteffekten från varje generator kan ses individuellt.

Forskarna föreställer sig havsvågsenergiskördaren som en komponent i en större energiskördningspanel som flyter på havet, som samtidigt kunde skörda vind, sol, och vågenergi. De planerar att vidareutveckla detta koncept i framtiden.

© 2016 Phys.org