В ЛЭТИ разработали систему мониторинга на энергии почвенных бактерий

Фото из открытых источников

Исследователи из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработали малогабаритную систему для экологического мониторинга, функционирующую на биоэлектричестве. Об этом сообщило агентство ТАСС со ссылкой на пресс-службу вуза. Устройство предназначено для автономного сбора информации о параметрах окружающей среды на труднодоступных территориях, таких как природные заповедники, сельхозугодья и частные земельные участки, где традиционные источники питания и сети связи затруднены или экономически нецелесообразны.

Основная особенность новой системы заключается в использовании микробных топливных элементов (МТЭ) — источников энергии, работающих на основе жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Эти бактерии, вступая в процессы метаболизма, выделяют электроны, которые собираются в герметичной камере, заполненной почвой. В результате вырабатывается электричество с напряжением около 0,4 В. Для полноценной работы системы такого напряжения недостаточно, поэтому инженеры внедрили низковольтные DC-DC преобразователи и накопительные конденсаторы, способные аккумулировать энергию до достижения необходимого уровня — 3 В. После этого активируется микроконтроллер, отвечающий за сбор данных и их передачу.

Система оснащена различными сенсорами, позволяющими измерять температуру воздуха, атмосферное давление, уровень влажности, кислотность почвы (pH), а также концентрацию загрязняющих веществ. После обработки данные передаются на расстояние до 10 километров с помощью модуля беспроводной связи, что делает возможным удалённый контроль за состоянием окружающей среды без необходимости физического доступа к оборудованию.

Экологический мониторинг — важная составляющая для оценки и предотвращения негативного влияния человеческой деятельности на природу. Существующие метеостанции, как правило, требуют внешнего питания и затрат на обслуживание, особенно если речь идёт о децентрализованных системах в отдалённых районах. Новое устройство от ЛЭТИ способно работать автономно в течение длительного времени, не нуждаясь в замене батарей или подзарядке, что существенно снижает эксплуатационные расходы. Его потенциальное применение охватывает не только научные и сельскохозяйственные задачи, но и нужды индивидуальных землевладельцев, которым необходимо отслеживать микроклимат в теплицах или на открытом грунте.

Благодаря своей энергонезависимости, экологичности и невысокой стоимости, предложенное решение может найти широкое применение в самых разнообразных условиях, где важна регулярная и точная информация о состоянии природной среды.