Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали компактную систему экологического мониторинга на бактериях. Она подходит для автономного мониторинга метеорологических условий в больших заповедниках, сельхозугодьях и частных владениях.
«Мы разработали компактную систему отслеживания различных метеорологических показателей: например, атмосферного давления, относительной влажности, водородного показателя (pH), температуры, фоновых концентраций загрязняющих веществ и других параметров. Ключевой особенностью устройства является применение биоэлектрохимического источника питания, где электроэнергия генерируется за счет метаболической активности почвенных микроорганизмов в микробных топливных элементах (МТЭ). Информация с устройства передается дистанционно на дальность около 10 км», – рассказывает инженер кафедры инженерной защиты окружающей среды (ИЗОС) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Яна Хващевская.
Экологический мониторинг – это система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Данные обычно собираются с метеостанций с датчиками. Однако для мониторинга больших и труднодоступных территорий, таких как заповедники или сельскохозяйственные поля, требуется много станций и дорогостоящая инфраструктура энергообеспечения и связи.
Система мониторинга ученых ЛЭТИ включает батарею, модуль обработки и устройство передачи данных. Батарея состоит из герметичной камеры с почвой, где бактерии генерируют биоэлектричество с напряжением 0,4 В. Это экологичная альтернатива литий-ионным аккумуляторам.
Для питания модуля обработки информации недостаточно 0,4 В. Поэтому в конструкции есть DC-DC-преобразователи с низким входом и конденсаторы для накопления энергии. Микросхема отслеживает напряжение: при 3 В запускается микроконтроллер, который собирает данные с датчиков и передает их на ПК через модуль беспроводной связи.
«Среди сфер для ее [системы] практического применения – мониторинг метеорологических показателей и загрязнителей в труднодоступной местности заповедников, а также на землях сельхозназначения. Благодаря низкой себестоимости устройства, компактным габаритам и автономности работы предложенное решение представляет интерес и для частного сектора – система может быть эффективно использована в условиях приусадебных хозяйств для оптимизации климатических параметров в защищенном грунте», – добавила Хващевская.
Источник: ТАСС
распечатать статью