Le nouveau capteur de vitesse du vent utilise une énergie minimale pour un suivi météorologique avancé

Les chercheurs ont dévoilé un anémomètre de réveil par brise (B-WA) pionnier, utilisant un nanogénérateur triboélectrique à roulements (RB-TENG) qui fournit une nouvelle stratégie de surveillance environnementale à faible consommation d'énergie. La capacité du B-WA à fonctionner de manière autonome et efficace dans des conditions de vent variables marque une avancée substantielle dans le domaine de la surveillance environnementale durable.

Les anémomètres sont des outils cruciaux pour collecter des données météorologiques, essentielles à des prévisions météorologiques précises et à la surveillance environnementale. Les anémomètres traditionnels sont souvent confrontés à des défis liés à des coûts de maintenance et d'exploitation élevés, principalement en raison de leur consommation d'énergie au repos élevée et de leur dépendance à l'énergie de la batterie. Ces défis sont particulièrement aigus dans les régions éloignées où le remplacement des batteries ou la réparation des équipements sont difficiles et coûteux.

L'introduction d'anémomètres à réveil automatique de faible consommation peut transformer la surveillance environnementale en permettant des périodes de déploiement plus longues, en réduisant la fréquence de maintenance et en améliorant la fiabilité de la collecte de données dans ces zones critiques mais difficiles d'accès.

Une nouvelle étude publiée dans Microsystèmes et nano-ingénierie par une équipe de l'Institut des nanoénergies et des nanosystèmes de Pékin décrit un anémomètre Breeze Wake-up (B-WA) conçu pour améliorer considérablement les capacités de surveillance météorologique à distance.

Le B-WA nouvellement développé intègre les composants clés suivants : deux nanogénérateurs triboélectriques à roulements (RB-TENG), un module d'auto-réveil (SWM) et un module de traitement du signal (SPM). B-WA peut rester dans un état de repos à puissance proche de zéro jusqu'à ce qu'il soit activé par des vitesses de vent supérieures à 2 m/s. Le RB-TENG est conçu pour générer de l'énergie à partir du mouvement des roulements, qui est exploitée pour sortir l'appareil de son état de faible consommation.

Lors de l'activation, le SWM peut réveiller l'ensemble du système en seulement 0,96 seconde, permettant ainsi une mesure de la vitesse du vent en temps réel. Parallèlement, le SPM traite la fréquence des signaux générés par le RB-TENG pour surveiller avec précision la vitesse du vent avec une sensibilité de 9,45 Hz/(m/s), garantissant ainsi une collecte de données précise et fiable.

Le professeur Chi Zhang, le scientifique principal du projet, a déclaré : « Cet appareil repousse non seulement les limites de la nanotechnologie, mais offre également une solution durable aux défis mondiaux de surveillance météorologique. Sa faible consommation d'énergie et sa haute sensibilité sont cruciales pour l'avenir de la détection environnementale. “.

Cette technologie est essentielle dans des domaines tels que la planification agricole et la prévention des catastrophes naturelles, où des informations météorologiques précises et opportunes peuvent avoir un impact significatif sur la prise de décision et la sécurité opérationnelle. La conception robuste et nécessitant peu de maintenance du B-WA le rend idéal pour l'intégration dans les réseaux Internet des objets (IoT), améliorant ainsi la surveillance environnementale distribuée dans divers secteurs.