研究人员开发了能够从风和太阳发电的旗帜。科学家们利用柔性压电条和柔性光伏电池开发了可以利用风力和太阳能产生电能的新型旗帜。压电条通过运动使旗帜产生电能，而光伏电池是利用太阳能电池来获得电能的最常见方法。这项由曼彻斯特大学的研究人员进行的研究是迄今为止最先进的，也是第一个利用倒挂旗帜同时收集风能和太阳能的研究。这一研究已发表在《应用能源》期刊上。新开发的能量收集旗帜可以为远程传感器和小型便携式电子设备提供电力，可以用于环境感测，如监测污染、声音水平和热量等。
这项研究的目标是实现廉价、可持续的能源收集解决方案，可以部署并留下来产生电能，几乎不需要维护。这种策略被称为“部署并忘记”，这是所谓的智能城市在使用远程传感器时预期采用的模式。研究的主要作者、曼彻斯特大学机械、航空航天和土木工程学院的Jorge Silva-Leon表示：“在风的作用下，我们建造的旗帜会从一侧弯曲到另一侧，这种重复运动被称为极限循环振荡。这使它们非常适合从压电材料的变形中产生均匀的电力。同时，光伏电池带来双重好处：它们作为一个不稳定的质量，触发了在较低风速下引起摆动运动，当然也可以利用周围光线产生电力”。共同作者Andrea Cioncolini补充说：“风能和太阳能通常具有互补性的间歇性。太阳通常不会在风雨天气中发光，而风平浪静的日子通常会有阳光灿烂。这使得风能和太阳能特别适合同时收集，以弥补它们的间歇性。”
团队使用并开发了独特的研究技术，如快速视频成像和高级数据分析的目标跟踪，来证明他们的旗帜的工作原理。研究人员测试了在0m/s（静止）到约26m/s（风暴/暴风雨）和1.8千流光照度的不同环境条件下的风速中的收集器，模拟了一系列环境条件。在这些操作条件下，最高可生成3-4毫瓦特的总电能。研究的共同作者Mostafa Nabawy说：“我们的压电/太阳倒挂旗帜能够为在微瓦到毫瓦功率范围内运行的一些低功率传感器和电子设备提供足够的电力，在一些先进的应用（如航空电子、陆地和海上偏远地区和智能城市）中具有潜在的实际应用价值。我们希望进一步发展这一概念，以支持更多功率需求更大的应用，如为移动设备提供生态能源发电充电站。”共同作者Alistair Revell强调了当前和未来的研究方向，称：“我们目前正在利用曼彻斯特大学开发的一种新型计算框架来对模型进行建模和模拟，利用了该团队在计算流体动力学领域的悠久传统。使用计算机来模拟流体-结构相互作用越来越被称为虚拟工程，在通过减少需要进行物理制造和测试的模型数量，从而在设备开发中发挥关键作用。”
能源是曼彻斯特大学的研究光辉之一，是一些开创性发现、跨学科合作和跨部门合作的例子，致力于解决地球面临的一些最重要的问题。【参考文献：Jorge Silva-Leon、Andrea Cioncolini、Mostafa R. A. Nabawy、Alistair Revell、Andrew Kennaugh，《倒挂旗帜同时收集风能和太阳能》，发表在《应用能源》期刊上，DOI：10.1016/j.apenergy.2019.01.246】。
