Déšť je pro přírodu požehnáním - přináší vláhu, doplňuje zásoby vody a udržuje životní cyklus planety. Ale co kdyby každá kapka mohla kromě vody přinášet i elektřinu? Přesně na to se zaměřil tým z Nanjingské univerzity letectví a kosmonautiky, který vyvinul zcela nový typ generátoru - plovoucí zařízení, jež využívá vodu nejen jako základ, ale i jako vodič.

Tradiční generátory, které se snažily vyrábět elektřinu z dopadajících kapek, narážely na hned několik problémů. Byly těžké, drahé a obtížně se škálovaly. Nový přístup vědců naopak vsadil na přírodní integraci - zařízení je lehké, levné a zároveň ekologické.

Jak funguje elektřina z kapky

V klasických systémech vzniká elektrické napětí tehdy, když dopadne kapka vody na speciální fólii s elektrodou pod ní. Tento princip se zachoval i v novém plovoucím zařízení, jenže s klíčovým rozdílem: Elektrodu zde nahrazuje samotná voda.

Voda se tak stává nejen podpůrnou vrstvou, ale i součástí elektrického obvodu. Díky iontům v kapalině funguje jako vodivý prvek, který přenáší náboj vznikající při dopadu kapky. Vědci přitom naměřili napětí kolem 250 voltů na jednu kapku - podobně jako u klasických, mnohem těžších systémů.

Zdroj: Shutterstock

Dalším plusem je odolnost. Generátor zůstal funkční i po vystavení dešti, mrazu, slané vodě nebo mikroorganismům z jezera. Díky chytrému tvarování má také samočisticí schopnost – speciální drenážní kanálky propustí vodu směrem dolů, ale zabrání zpětnému vnikání.

Voda jako součást přírody i technologie

Tento „vodou podporovaný“ generátor (označovaný zkratkou W-DEG) představuje nový směr v oblasti hydrovoltaických systémů - tedy takových, které využívají energii vody bez nutnosti budovat velké přehrady nebo turbíny. Může plout na hladině rybníků, nádrží nebo mořských zátok, kde nezasahuje do krajiny ani nezabírá půdu.

První testovaný model měl plochu zhruba 0,3 m² a dokázal rozsvítit 50 LED diod současně. Vědci také prokázali, že dokáže nabíjet kondenzátory, což otevírá cestu k napájení malých senzorů, monitorovacích systémů nebo zařízení mimo elektrickou síť.

Škálovatelnost a budoucí využití

Jedním z největších přínosů tohoto přístupu je možnost snadného rozšiřování. Teoreticky lze spojit stovky modulů do větších celků a vytvářet tak plovoucí elektrárny. Odborníci vidí potenciál především ve využití na vodních plochách, kde by mohly doplňovat energii ze solárních panelů nebo větrných turbín.

Podle hlavního autora studie, profesora Wanlina Guoa, jde o zcela nový způsob myšlení: „Necháváme přírodu, aby se stala součástí samotného systému. Voda tu hraje dvojí roli - nese i vede. Tím se otevírá cesta k udržitelným a levným řešením, která nepotřebují půdu ani kov.“

Dešťová energie v praxi

Zajímavé je, že tento výzkum může pomoci i mimo oblast energetiky. Plovoucí generátory by mohly napájet systémy sledující kvalitu vody, salinitu nebo znečištění, případně pomáhat při ekologickém monitoringu. V oblastech s častými dešti by dokonce mohly vytvářet lokální energetické zdroje pro menší komunity.

Ačkoli ještě bude nutné otestovat chování zařízení v reálných podmínkách - například při různých velikostech a rychlostech kapek - už teď je zřejmé, že jde o velký krok směrem k „země-voda-nebe“ energetice, která využívá přirozené cykly planety.