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从农业环境中挖掘自然能源并将其高效转化为电能的研究成果
环境温湿度、光照强度、水分、盐碱度、作物生理指标……这些参数关系农作物生长,现代农业通过农业信息智能感知技术便可轻松“一网打尽”。 然而实时监测这些指标需要电力驱动,电力无疑是智慧农业蓬勃发展的“源头活水”。田间地头常常难以铺设管线,而电池有限续航能力和污染风险又比较突出。因此发展农业信息“无源感知”是未来智慧农业一大趋势。 为更好地解决这一难题,浙江大学生物系统工程与食品科学学院IBE团队平建峰研究员课题组,提出了一种简便有效的方法,从农业环境中挖掘自然能源并将其高效转化为电能。首次将摩擦纳米发电机技术应用于农用纺织品中,并用于降雨时雨水能的收集,通过能量转化获取电能。 这项研究,近日发表在国际知名期刊《纳米能源》( Nano Energy )上,论文第一作者为浙江大学生物系统工程与食品科学学院2020级博士研究生姜成美 ,通讯作者为平建峰研究员。 功能化纱线的制备流程及其在农业中的应用场景把摩擦纳米发电机装进农用纺织品的纱线里 南方地区经常暴雨成灾,造成农业生产的巨大损失。农用纺织品在大棚设施中最为常见,它能够遮阴挡雨,保护农作物。 如何从农业环境中挖掘能源? 浙大科研人员将这两者巧妙结合,通过纱线表面功能化,将摩擦纳米发电机依附在纱线上,织成智能化农用纺织品,利用雨水冲刷时的电子转移与流动产生电流,源源不断地为智慧农业供能。装载摩擦纳米发电机的纱线可以说是智慧农业的“无源活水”。 这个研究灵感来自一场突如其来的大雨:仲夏时节,一场突如其来的倾盆大雨透过来不及关闭的窗户摧残了窗台边的绿植。这引起了研究人员的思考:“农作物所处的环境只会更恶劣,那么我们就想办法利用它的恶劣。”大棚不仅可以作为作物、动物的“保护伞”,还可以作为雨滴能的收集器。 实验数据显示,在9.5牛顿的连续力作用下,3厘米长的纱线就能产生7.7伏的电压。 平建峰介绍,未来通过连接储能设备,这些被改造的农用纺织品,不仅可以为种植业和畜牧业提供保护以提高农畜产品质量与产量,还可以为物联网感知器件源源不断地输送电能,从而开展农业信息的无源监测和实时提供天气状况。 功能化纱线在农用纺织品上的应用绿色能源在智慧农业中具有广阔应用 为什么雨滴的能量可以转化成电能呢? 这是因为对农用纺织品的纱线进行了特殊改造。科研人员在其表面覆盖了两层特殊材料——导电的碳化钛纳米材料和不导电的聚二甲基硅氧烷(一种高分子聚合物)。 功能化纱线收集雨滴能的原理 该聚合物能够防水并与环境中的雨水发生电子转移。而碳化钛感应电极,不仅具有高导电性能,还因其高电负性可以助力表面聚合物抢夺电子。因此在实现农用纺织品原有的农用保护材料、保温、遮阳、水土保持、排水灌溉、种子培育基材的功能基础上,还能从农业环境中源源不断地获取能源,为智慧农业提供驱动力,实现农业信息“无源实时感知”。 平建峰说,这两种材料具有良好的生物相容性,而且整个制备过程易于规模化和工业化。
浙江大学 2021-04-11
燃气天然气的热气机能源岛关键技术研究与示范
项目成果/简介:建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题.冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段,该系统能源综合利用率高,一般均可达到70﹪以上.本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点,提出一种基于热气机的天然气能源岛系统.并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用,对于能源节约,环境保护,能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义.
上海交通大学 2021-04-10
安徽省可再生能源建筑应用关键技术与应用标准研究
该项目依托获批的“国家智慧城市专 项试点” ,按照“1+18+N”(1个省级平 台、18个市级平台、N个高校、医院站级) 的模式,构建全省统一的“公共建筑能耗 监管云平台” ,最终实现我省能源总消耗 下降5%~10%的管控目标。该项目采用 “互联网+能源管理”的技术创新,实现 了覆盖全省的、可持续运行的“能源管理 云”平台,这一系列创新的模式被称为 “安徽模式” 。
安徽建筑大学 2021-01-12
一种具有环境适应性的足式机器人稳定性控制方法及系统
一种具有环境适应性的足式机器人稳定性控制方法及系统,该控制方法通过利用上一触地过程相关参数信息与期望达到的控制目标进行比较,对飞行相水平运动速度和系统总能量实行反馈控制,预测控制触地角度并进行系统能量补偿控制,最终实现足式机器人 SLIP 等效模型在不同地面环境下的期望稳定周期运动。系统包括系统状态检测模块和稳定控制模块。本发明不需要建立具体的机器人动力学模型,不需要计算精确的不动点触地角度,通过反馈控制实现控制收敛,控制方法简单,计算迅速,很好的解决了现有方法控制实时性不足、适应性不够等问题。且具有较好的未知环境适应性,为足式机器人稳定性控制提供了一种较好的解决方案。
华中科技大学 2021-04-11
基于协调一致性的配电网络分布式电源控制方法及系统
一种基于协调一致性的配电网络分布式电源控制方法及系统,包括提取需向配电网注入的无功功率, 形成完成向配电网注入无功功率目标的分布式电源的集合,形成协调一致性控制无功功率分解的矩阵, 计算集合中各个分布式电源的无功功率注入设定值,电压监测装置通过双向通信线路向相应分布式电源 传送无功功率注入设定值,各分布式电源根据该值产生相应的无功功率注入至配电网,使得注入无功功 率总和满足需求。该控制方法无需中央控制器,分布式电源能够自发进行输出无功功率的调节
武汉大学 2021-04-14
一种水轮发电机组励磁系统 PID 控制参数的优选方法
本发明公开了一种水轮发电机组励磁系统 PID 控制参数优选方法,用于在水轮发电机组励磁系统中对 PID 控制参数进行优选。根据水轮发电机组励磁系统建立仿真模型,然后依据该仿真系统建立以水轮发电机机端电压和参考电压为状态量的目标函数,运用本发明设计的优选方法求解目标函数得到最优 PID 控制参数。本发明设计的水轮发电机组励磁系统 PID 控制参数的优选方法,采用一种新型启发式优化算法优化目标函数,能搜索到更小的目标函数值,得到的解代表更优的 PID 控制参数。更优的 PID 控制参数能使水轮发电机组励
华中科技大学 2021-04-14
收割机、基于物联网的收割机智能控制方法、系统、存储介质以及电子设备
本发明公开了收割机、基于物联网的收割机智能控制方法、系统、存储介质以及电子设备,该收割机包括收割机主体,所述收割机主体的上端安装有储料小车,储料小车与收割机主体之间通过两组连接组件连接,且在收割机主体的尾端转动安装有斜板,斜板通过驱动机构实现旋转,斜板的一端旋转至与地面接触时,储料小车得以将内部储存的粮食运输。本发明通过在收割机主体上安装可灵活运作的储料小车,对收割后的粮食进行储存,并在斜板与地面接触时使储料小车得以与收割机分离,通过这种模块化的设计优化了现有收割机额外停工出料的步骤,提高了收割的效率,储料小车配备了自动钩挂解锁装置,简化了小车与收割机主体之间的连接和分离过程。
南京工程学院 2021-01-12
移动机器人的多脉冲神经网络控制器导航控制方法
本发明公布了一种移动机器人的多脉冲神经网络控制器导航控制方法,属于移动机器人目标点趋近自主导航控制器所属领域,用于移动机器人的导航控制。其技术方案是:本发明包括目标点趋近控制器、沿墙行走控制器、避障行为控制器,控制器中采用了脉冲神经网络,在神经网络中同时融入时空信息。本方法在不同条件下设定各控制器权值,并根据不同控制器的权值顺序作为控制器激活与否的判别顺序,通过控制器激活及转换条件的使用,实现各控制器之间的相互转换。本发明通过神经网络的在线训练,实现机器人的在线自主学习,与先前的基于模块化的控制器相比,控制策略简便易行,通过各控制器之间的转换,更加有效、高精度地控制移动机器人实现目标点趋近导航控制任务。
河北师范大学 2021-04-27
一种激光焊接过程中焊缝内部孔洞的控制方法及控制装置
本发明公开了一种激光焊接过程中焊缝内部孔洞的控制方法, 在激光装置的激光头对工件进行深熔焊的过程中,利用吹气装置在熔 池上方吹出气流以形成局部负压,从而将匙孔内的蒸气吹走,保证匙 孔的通畅,使焊接过程中产生的气体逃逸出熔池内部而避免形成孔洞, 本发明能够有效地解决激光深熔焊过程中的孔洞问题,且适合多种材 料、不同板厚、不同接头形式的激光焊接,尤其对厚板、夹层板、表 面涂层板的孔洞控制有很好的效果。
华中科技大学 2021-04-14
东南大学能源与环境学院台式X射线衍射仪采购公开招标公告
东南大学能源与环境学院台式X射线衍射仪采购招标项目的潜在投标人应在东南大学采购中心网(https://dnzb.seu.edu.cn/)获取招标文件,并于2022年06月16日14点00分(北京时间)前递交投标文件。
东南大学 2022-05-27
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