Автономный источник электроэнергии: Как выбрать автономное электроснабжение загородного дома

Содержание

Как получить атмосферное электричество для дома своими руками — схема и видео

Что такое атмосферное электричество

Первым всерьез занялся проблемой гениальный Никола Тесла. Источником появления свободной электрической энергии Тесла считал энергию Солнца. Созданный им прибор получал электроэнергию из воздуха и земли. Тесла планировал разработку способа передачи полученной энергии на большие расстояния. Патент на изобретение описывал предложенный прибор, как использующий энергию излучения.

Устройство Теслы было революционным для своего времени, но объем получаемой им электроэнергии был небольшим, и рассматривать атмосферное электричество как альтернативный источник энергии, было неверно. Совсем недавно изобретатель Стивен Марк запатентовал прибор, производящий электричество в больших объемах. Его тороидальный генератор может подавать электричество для ламп накаливания и более сложных бытовых приборов. Он работает длительное время, не требуя внешней подпитки. Работа этого прибора основана на резонансных частотах, магнитных вихрях и токовых ударах в металле.


На фото рабочий образец тороидального генератора Стивена Марка

Как получить электричество из воздуха в домашних условиях

Опыты Николы Тесла показали, что получать электричество из воздуха своими руками можно без особого труда. В наше время, когда атмосфера пронизана различными энергетическими полями, эта задача упростилась. Все, что производит излучения (теле- и радиовышки, ЛЭП и т. п.) создает энергетические поля.

Принцип получения электричества из воздуха очень прост: над землей поднимается пластина из металла, которая играет роль антенны. Между землей и пластиной возникает статическое электричество, которое, со временем накапливается. Через определенные временные интервалы происходят электрические разряды. Таким образом генерируется, а затем используется атмосферное электричество.


Схема получения атмосферного электричества своими руками

Такая схема достаточно проста ‑ для генерации потребуется только металлическая антенна и земля.

Потенциал, который устанавливается между проводниками, со временем накапливается, хотя рассчитать его силу невозможно. При достижении определенного максимального значения потенциала происходит разряд тока, подобный молнии.

Достоинства

  • Простота. Принцип легко можно апробировать дома;
  • Доступность. Не нужны никакие приборы и сложные приспособления – достаточно токопроводящей пластинки.

Недостатки

  • Невозможность просчитать силу тока, что может быть опасно;
  • К образованному при работе открытому контуру заземления притягиваются молнии. Удар молнии может достигать напряжения 2000 вольт, а это очень опасно. Именно поэтому способ не получил широкого распространения.

Где уже используют атмосферное электричество

Тем не менее, есть примеры использования приборов, работающих по описанному принципу — ионизатор люстра Чижевского уже не первое десятилетие продается и успешно работает.

Еще одной рабочей схемой получения электроэнергии из воздуха является генератор TPU Стивена Марка. Устройство позволяет получить электроэнергию без внешней подпитки. Многими учеными эта схема апробирована, но широкого применения пока не нашла из-за своих особенностей. Принцип действия этой схемы в создании резонанса токов и магнитных вихрей, которые способствуют возникновению токовых ударов.

В настоящее время в Грузии тестируется генератор Капанадзе. Этот источник энергии также работает без внешней подпитки и добывает электричество из воздуха без дополнительных ресурсов.


На фото готовый к работе генератор Капанадзе

Выводы

Новые способы получения дешевой энергии у многих ученых вызывают опасения из-за вмешательства в процессы атмосферы и ионосферы. Их влияние на возникновение и течение жизни на Земле изучено слабо, поэтому воздействие может пагубно отразиться на состоянии планеты.

Но лично я считаю, что технология атмосферного элекричества тормозится умышленно. Более того, существует факт масштабного использования электричества из воздуха до 1917 года. На видео ниже вы сами можете убедиться в существовании электроэнергии даже в 17 веке. 

Электрические генераторы электроэнергии, описание и виды.

С проблемой организации электроснабжения особенно часто сталкиваются владельцы загородных домов. Электричество в настоящее время является незаменимой потребностью. Без электроэнергии невозможно воспользоваться холодильником или телевизором, прочими бытовыми электроприборами. Более того, нередко от наличия электроэнергии в загородном доме зависит и отопление помещения. Согласно правилам устройства электроустановок, существует такое понятие, как категория надежности электроснабжения. Жилые дома относятся к третьей категории, наименее приоритетной. То есть при неполадках на электролинии в жилых домах поломка исправляется в последнюю очередь.

Как выбрать автономную электростанцию?

 Итак, в ряде случаев автономное электроснабжение — оптимальный выбор. Автономная система электрификации в настоящее время может быть успешно реализована как в загородном доме, так и в городской квартире в качестве дополнительного источника электроэнергии.

 Существует ряд автономных источников электроэнергии. Это персональные электростанции, генераторы, а также альтернативные источники энергии.

 Переносная (передвижная) электростанция состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора, благодаря которому вырабатывается электричество. Электростанции применяются как при отсутствии централизованного электроснабжения, так и при аварийном отсутствии электричества в качестве резервного источника тока. Переносные электростанции характеризуются легкостью в эксплуатации, мобильностью и простотой конструкции.

 Прежде всего, необходимо определиться с мощностью электростанции. Для этого следует определить сумму мощностей потребителей электроэнергии. Рекомендуется, чтобы мощность электрогенератора быта на 20-30% выше суммарной мощности всех потребителей. Например, для работы нескольких ламп накаливания, телевизора и холодильника будет достаточно мощности в 2 кВ. для снабжения электричеством коттеджа потребуется электростанция мощностью 10-20 кВт.

 При выборе электростанции необходимо обратить внимание на число в ней фаз. При использовании однофазных электроприборов и электропроводок применяют однофазные электростанции. Трехфазные электростанции можно применять, только соблюдая условие равенства мощности потребителей, которые находятся на различных фазах. Чтобы генератор работал нормально, на разных фазах перебой электрических мощностей не должен превышать 20-25%.

 Электростанции различаются по типам двигателей и могут быть дизельными или карбюраторными. Дизельная электростанция может быть высоко- или низкооборотной. Низкооборотные дизельные электростанции (1500 оборотов в минуту) целесообразно применять при интенсивной эксплуатации. РНИ характеризуются увеличенным ресурсом и пониженным уровнем шума. Дизельные электростанции применяют в том случае, если предполагается использовать их постоянно.

 Существует ряд особенностей, на которые следует обратить внимание при выборе дизельной электростанции. Дизельный двигатель не должен работать на холостых оборотах. Признаки перегрузки дизельной электростанции определяются следующим образом: перегрев; снижение мощности; сильная копоть; перебои в подаче электроэнергии.

Дизельные электростанции и применение.

Дизельные электростанции в зависимости от исполнения и способа установки можно подразделить на дизельные электростанции открытого исполнения

; дизельные электростанции в кожухе; дизельные электростанции контейнерного исполнения; дизельные электростанции на шасси. Дизельная электростанция открытого исполнения представляет собой дизельный двигатель и генератор тока, смонтированные в единый агрегат на стальной раме. Для такого типа генераторов необходимо отдельное помещение, оборудованное такими периферийными системами, как система вентиляции, внутреннего отопления, удаления отработанных газов, пожарной безопасности, сигнализации и система подкачки топлива.

 Дизельную электростанцию в шумозащитном кожухе можно условно считать промежуточным вариантом между дизельными генераторами контейнерного и открытого типов. Кожух — это жесткая металлическая конструкция, оборудованная шумопоглощающим материалом. Кожух снабжается отверстиями для вентиляции, глушителем системы выведения отработанных газов, благодаря чему дизельная электростанция в шумозащитном кожухе хорошо шумоизолирована и защищена от воздействия низких температур и осадков.

 Дизельная электростанция контейнерного типа может быть рекомендована для работы в неблагоприятном климате. Это термоизолированный контейнер со встроенной дизельной генераторной установкой. К контейнеру подключены системы для нормального функционирования электростанции. Благодаря контейнеру генератор максимально термоизолирован и защищен от осадков. Этот тип установки не требует дополнительного помещения. Также дизельная электростанция контейнерного типа сравнительно легка в транспортировке и монтаже.

 Дизельная электростанция трейлерного типа используется в том случае, если необходимы высокая мобильность и частые перемещения генераторной установки.

В качестве аварийного источника электроэнергии на небольшие промежутки времени более подходящей будет карбюраторная, или бензиновая, электростанция. Бензиновые электростанции значительно дешевле дизельных. Но затраты на топливо и техническое обслуживание у них выше.

Бензиновая электростанция и применение.

При приобретении электростанции с бензиновым двигателем следует обратить внимание на ресурс двигателя. Двигатели с алюминиевым блоком цилиндра, боковым расположением клапанов невысоки по стоимости. Но ресурс их не превышает 500 ч. Двигатели с боковым расположением клапанов и чугунной гильзой цилиндра обладают ресурсом в 1500 ч. И наконец, существуют промышленные двигатели с верхним расположением клапанов, подачей масла к деталям под давлением и чугунными линзами. Ресурс их достигает ресурса дизельных двигателей — 3000 ч. Они обладают пониженным уровнем шума и низким расходом топлива. Следующее, на что рекомендуется обратить внимание, — это выбор генератора электростанции.

Генераторы по классификации подразделяются на синхронные и асинхронные. Синхронные генераторы отличаются меньшей точностью. Они подходят для аварийного электропитания. Асинхронные генераторы способны поддерживать напряжение в сети высокой точностью. Благодаря этому к ним может быть подключена чувствительная к перепадам напряжения аппаратура для контроля состояния питающей сети, а также для  защиты от повышенного или пониженного напряжения в сети.

 Для автоматического запуска электростанции нередко применяется блок контроля и автоматики с программируемой системой автозапуска. Основным достоинством блока контроля и автоматики является своевременный запуск автономной электростанции. Это может быть необходимо при падении уровня напряжения в основной сети ниже допустимого или превышении выше допустимого. Запуск электростанции может быть запрограммирован самим пользователем.

 Также блоки контроля и автоматики могут остановить работу электростанции при восстановлении необходимых параметров основной сети. При отсутствии центрального электроснабжения оптимальным выбором будет газотурбинная Электростанция. Газотурбинная электростанция способна полностью заменить внешнюю электросистему.

Описание газотурбинных электростанций.

Газотурбинные электростанции отличаются достаточным сроком службы (от 5 до 25 лет), небольшим расходом газа, возможностью использования избыточного тепла системы в целях отопления и нагрева воды; невысокой стоимостью топлива (газа). Если бензиновую автономную электростанцию можно подключить самостоятельно, то для установки газотурбинной системы придется вызывать системы вызывать специалистов. Газовые установки нельзя располагать в подвале. В противном случае придется создавать отдельное помещение под электростанцию.

 Газотурбинные двигатели состоят из двух основных частей — газогенератора и силовой турбины. Генератор и силовая турбина размещаются в одном корпусе. Газогенератор включает в себя турбокомпрессор и камеру сгорания. В нем создается высокотемпературный поток газов, воздействующий на лопатки силовой турбины. Газотурбинный двигатель в зависимости от конструкции может быть одновальным или с разрезным валом. В газотурбинном двигателе с разрезным валом нередко применяются два турбокомпрессора, механически не связанных между собой и с силой турбиной. Приводятся Большая часть газотурбинных теплоэлектростанций создается на основе авиационных и судовых двигателей. В наши дни выпускаются газотурбинные установки с электрической мощностью 0,8-30 МВт. Менее мощные теплоэлектростанции этого типа не эффективны. Газотурбинная электроустановка может иметь и большую мощность, так как состоит из нескольких энергоблоков.

 Существуют также альтернативные источники электроэнергии. Так, достаточно давно было открыто использование солнечной энергии для теплоснабжения зданий. Достоинства солнечной энергии сложно переоценить. Она экологична, не требует высоких затрат на всевозможное оборудование и при дальнейшем развитии данной отрасли энергетики вполне способна заменить большую часть потребностей человечества в электрической энергии.

 Солнечное теплоснабжение зданий основываете на использовании двух схем: пассивного или активного использования энергии солнца. Наиболее рациональным использование солнечного электроснабжения представляется в южных регионах, где велика продолжительность солнечного сияния в течение года.

 Пассивное использование энергии солнца в здании считается климатически сбалансированным. При этом теплота солнечной энергии используется для обогрева помещений без применения специальных технических устройств. Это возможно на уровне архитектурного проектирования здания. При этом необходимо достичь теплового баланса: помещения не должны перегреваться в теплое время года и переохлаждаться в холодное. Наиболее выраженный эффект может быть достигнут при одновременном использовании как активных, так и пассивных систем.

 К пассивным системам относятся: ориентация здания, степень остекления наружных ограждений, расположение светового проема, способы регулирования тепло- и солнцезащиты. Также достаточно важными в этом случае являются теплотехнические показатели отделки внутренних поверхностей помещения.

Как обеспечить своему дому электрическую автономность — Российская газета

Фигурист Козловский: Первое место — наше, остальные — в очередь 19:56 Арестован похититель первоклассника под Владимиром 19:44 Голландский журналист подключился к видеоконференции министров обороны ЕС 19:14 В США казнили преступника через 26 лет после вынесения приговора 18:48 Премьер Казахстана не принял извинения украинского коллеги 18:32 «Спартак» и «Динамо» назвали составы на дерби в РПЛ 18:27 Путин предложил изменить траекторию глобального развития 18:14 Лавров оценил значимость трехстороннего соглашения по Нагорному Карабаху 18:10 Путин призвал отказаться от практики односторонних санкций 17:50 Путин назвал массовую безработицу главным риском нынешнего кризиса 17:39 Путин назвал сумму антикризисной поддержки 17:23 США освободили израильского шпиона 17:13 На Москву надвигается снежный циклон «Сара» 16:26 Дочь Шойгу — единственный кандидат на пост главы Федерации триатлона России 15:58 В Москве простились с Народным художником Сергеем Бархиным 15:55 «Фредди Крюгер» сыграет убийцу в четвертом сезоне «Очень странных дел» 15:43 Оператор «Хранителей» снимет игровой ремейк «Чипа и Дейла» 15:32 За убийство шестилетнего мальчика под Саратовом задержали рецидивиста 15:30 Нового «Хищника» снимет режиссер «Кловерфилда, 10» Дэн Трахтенберг 15:05 Третья часть «Дэдпула» с Рейнольдсом запущена в производство 14:53 Генпрокуратура возбудила дело по факту продажи бюстов Геринга и Муссолини 14:13 Нападающий «Боруссии» Холанд признан лучшим молодым игроком Европы 13:59 В СК назвали геноцидом атаки против мирного населения Донбасса 13:29 Реконструкцию пяти клеверных развязок на МКАД завершат в 2022 году 13:22 Мурашко передал Армении образцы вакцины «Спутник V» 13:03 • • •ВластьЭкономикаВ регионахВ миреПроисшествияОбществоСпортКультураРусское оружиеАвтопаркДиджиталКинократияЖивущие в СитиСтиль жизни

Альтернативная энергетика для дома своими руками обзор лучших эко-технологий

Содержание статьи:

Энергия ветра

Использование воздушных потоков в качестве ветровой нагрузки позволяет добиваться очень высоких мощностей, в пределах от 1-15 кВт на одну вышку. Классическая система получения альтернативной энергии с использованием ветра состоит из трех составляющих:

  • Металлическая или бетонная мачта с поворотной платформой;
  • Воздушный винт, соединенный механической трансмиссией с электрогенератором;
  • Аккумуляторная батарея с системой преобразования тока.

Стоимость ветровой электроэнергии зависит от размеров конструкции, чем больше высота, на которую поднят винт, тем выше эффективность источника альтернативной энергии. Для альтернативной установки мощностью 50 кВт/ч, поднятой на мачту в 50 м, цена производимой «воздушной» электроэнергии сопоставима с тарифом тепловой электростанции.

Для частного дома возможности использования ветра в качестве альтернативного источника значительно скромнее. Например, простейшая ветровая установка с высотой мачты в 4,5 м и диаметром четырехлопастного винта в 2 м, при ветре в 12 м/с выдает не менее 800-900 Вт/ч. Четыре ветроустановки способны заменить дорогостоящий источник энергии на солнечных кремниевых панелях площадью 20 м2. При этом стоимость альтернативной энергии будет вдвое выше сетевого тарифа.

Простейшая установка получения альтернативной энергии с винтом диаметром всего 70 см, установленная на балконе пятого этажа, позволяет получить 200 Вт/ч даже в условиях несильного ветра. Изготовить альтернативные источники энергии для дома своими руками не составит особого труда, необходимо только спроектировать винт специальной конфигурации, чтобы максимально снизить уровень шума.

В Китае малогабаритные установки с винтом 50 см широко используются в качестве альтернативного источника электроэнергии для питания фонарей уличного освещения и ретрансляторов беспроводного интернета, систем сигнализации и камер наблюдения на парковках и автомагистралях. Стоит такая «кроха» в 10 раз дешевле кремниевой панельки аналогичной мощности, а работает практически в любую погоду, даже без аккумуляторов.

При удачном выборе места под размещение мачты ветряная электростанция в качестве альтернативного источника электроэнергии окупается в течение 2-3 лет. Высота мачты должна составлять не менее 10-12 м, а диаметр лопастей – 2,5-3 м. Две вышки способны производить до 5 кВт/ч при среднем ветре.

Ветроустановки отлично работают в степной и гористой местности, в условиях плотной городской и пригородной застройки их эффективность снижается на 30-40%. Единственным недостатком ветроустановки остается высокий уровень зашумленности. Системы мощностью около 1 кВт способны генерировать шум, сопоставимый с децибелами работающего дизельного автомобиля.

Солнечные панели собственноручного изготовления

Готовая солнечная панель стоит немалых денег, поэтому ее покупка и установка по карману далеко не каждому. При самостоятельном изготовлении панели расходы можно снизить в 3-4 раза. Прежде чем приступить к устройству солнечной панели нужно разобраться, как все это работает.

Система солнечного электроснабжения: принцип работы

Понимание назначения каждого из элементов системы позволит представить ее работу в целом. Основные составляющие любой системы солнечного электроснабжения:

  • Солнечная панель. Это комплекс соединенных в единое целое элементов, преобразующих солнечный свет в поток электронов. Их основная особенность состоит в том, что они не могут вырабатывать ток высокого напряжения. Отдельный элемент системы способен вырабатывать ток напряжением 0,5-0,55 В. Соответственно одна солнечная батарея способна вырабатывать ток напряжением 18-21 В, что достаточно для зарядки 12-вольтовой аккумуляторной батареи.
  • Аккумуляторы. Одной батареи надолго не хватит, поэтому система может насчитывать до десятка таких устройств.  Количество аккумуляторных батарей определяется мощностью потребляемой электроэнергии. Количество аккумуляторных батарей можно будет увеличить в будущем, добавив в систему необходимое количество солнечных панелей;
  • Контроллер солнечного заряда. Это устройство необходимо для обеспечения нормальной зарядки аккумуляторной батареи. Основное его назначение состоит в недопущении повторной перезарядки батареи.
  • Инвертор. Прибор, требующийся для преобразования тока. Аккумуляторные батареи выдают ток низкого напряжения, а инвертор преобразует его в ток необходимого для функционала высокого напряжения – выходная мощность. Для дома достаточно будет инвертора с выдаваемой мощностью  3-5 кВт.

Если инвертор, аккумуляторные батареи и контроллер заряда лучше приобрести готовыми, то солнечные батареи вполне возможно сделать самому.

Качественный контроллер и правильность подключения помогут как можно дольше сохранять работоспособность аккумуляторных батарей и автономность всей солнечной станции в целом

Виды альтернативной энергетики

В зависимости от источника энергии, который в результате преобразования позволяет получать человеку электрическую и тепловую энергии, используемые в повседневной жизни, альтернативная энергетика классифицируется на несколько видов, определяющих способы ее генерации и типы установок служащих для этого.

Энергия солнца

Солнечная энергетика основана на преобразовании энергии солнца, в результате которого получается электрическая и тепловая энергии.

Получение электрической энергии основано на физических процессах, происходящих в полупроводниках под воздействием солнечных лучей, получение тепловой – на свойствах жидкостей и газов.

Для генерации электрической энергии комплектуются солнечные электростанции, основой которой служат солнечные батареи (панели), изготавливаемые на основе кристаллов кремния.

Основой тепловых установок — служат солнечные коллекторы, в которых энергия солнца преобразуется в тепловую энергию теплоносителя.

Мощность подобных установок зависит от количества и мощности отдельных устройств, входящих в состав тепловых и солнечных станций.

Энергия ветра

Ветровая энергетика основана на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в электрическую энергию, используемую потребителями.

Основой ветровых установок служит ветровой генератор. Ветровые генераторы различаются по техническим параметрам, габаритным размерам и конструкции: с горизонтальной и вертикальной осью вращения, различным типом и количеством лопастей, а также по месту их расположения (наземное, морское и т.д.).

Сила воды

Гидроэнергетика основана на преобразовании кинетической энергии водных масс в электрическую энергию, которая также используемую человеком в своих целях.

К объектам данного вида относятся гидроэлектростанции различной мощности, устанавливаемых на реках и иных водных объектах. В таких установках, под воздействием естественного течения воды, или путем создания плотины, вода воздействует на лопасти турбины вырабатывающей электрический ток. Гидротурбина, является основой гидроэлектростанций.

Еще один способ получения электрической энергии путем преобразования энергии воды – это использование энергии приливов, посредством строительства приливных станций. Работа таких установок основана на использовании кинетической энергии морской воды в период приливов и отливов, происходящих в морях и океанах под воздействием объектов солнечной системы.

Тепло земли

Геотермальная энергетика, основана на преобразовании тепла, излучаемого поверхностью земли, как в местах выброса геотермальных вод (сейсмически опасные территории), так и в иных регионах нашей планеты.

Для использования геотермальных вод используются специальные установки, посредством которых внутреннее тепло земли преобразуется в тепловую и электрическую энергии.

Использования теплового насоса позволяет получать тепло из поверхности земли, вне зависимости от места его расположения. Его работа основана на свойствах жидкостей и газов, а также законах термодинамики.

Тепловые насосы различаются по мощности и своей конструкции, зависящей от первичного источника энергии, определяющей их тип, это системы: «грунт-вода» и «вода-вода», «воздух-вода» и «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух», «фреон-вода» и «фреон-воздух».

Биотопливо

Виды биотоплива различаются по способам его получения, его агрегатному состоянию (жидкое, твердое, газообразное) и видам использования. Объединяющим все виды биотоплива показателем, служит то, что основой для их производства служат органические продукты, посредством переработки которых получается электрическая и тепловая энергии.

Твердые виды биотоплива — это дрова, топливные брикеты или пеллеты, газообразные – это биогаз и биоводород, а жидкие – биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир и биодизель.

Популярные источники возобновляемой энергии

Еще с древних времен люди использовали в повседневном обиходе механизмы и устройства, действие которых было направлено на превращение в механическую энергию сил природы.  Ярким примером тому являются водяные мельницы и ветряки.

С появлением электричества наличие генератора позволило механическую энергию превращать в электрическую.

Водяная мельница — предшественник насоса автомата, не требующий присутствия человека для совершения работы. Колесо самопроизвольно вращается под напором воды и самостоятельно черпает воду

Сегодня значительное количество энергии вырабатывается именно ветряными комплексами и гидроэлектростанциями. Помимо ветра и воды людям доступны такие источники, как биотопливо, энергия земных недр, солнечный свет, энергия гейзеров и вулканов, сила приливов и отливов.

В быту для получения возобновляемой энергии широко используют следующие устройства:

  • Солнечные батареи.
  • Тепловые насосы.
  • Ветрогенераторы.

Высокая стоимость, как самих устройств, так и проведения монтажных работ, останавливает многих людей на пути к получению вроде бы бесплатной энергии.  Окупаемость может достигать 15-20 лет, но это не повод лишать себя экономических перспектив. Все эти устройства можно изготовить и установить самостоятельно.

При выборе источника альтернативной энергии нужно ориентироваться на ее доступность, тогда максимальная мощность будет достигнута при минимуме вложений

Виды альтернативного электричества

Всегда перед потребителем стоит выбор, основанный на вопросе, что лучше? И в этом плане подразумевается, во-первых, затраты на приобретение нового вида источника электричества, во-вторых, как долго этот прибор будет работать. То есть, будет ли это выгодно, окупится ли вся затея, а если окупится, то через какой промежуток времени? Скажем так, экономию денежных средств еще никто не отменял.

Как видите, вопросов и проблем и здесь хватает, потому что электричество своими руками – дело не только серьезное, но и достаточно затратное.

Электрогенератор

Начнем именно с этой установки, как с самой простой. Простота ее заключается в том, что вам необходимо приобрести электрогенератор, установить его в надежном закрытом помещении, которое будет соответствовать правилам пожарной безопасности. Далее, проводите подключение электрической сети частного дома к нему, заливаете жидкое топливо (бензин или солярку) и включаете. После чего в вашем доме появляется электричество, которое зависит лишь от наличия топлива в баке генератора. Если продумать автоматическую систему подачи топлива, то вы получаете маленькую тепловую электростанцию, которая от вас будет требовать минимального присутствия.

Бензиновый генератор

К тому же электрогенераторы – это надежные и удобные установки, которые работают практически вечно, если правильно их эксплуатировать. Но тут есть один момент. В настоящее время на рынке присутствует два вида генераторов:

  • Бензиновый.
  • Дизельный.

Какой лучше? Скажем так, если вам требуется альтернативный источник энергии, который будет эксплуатироваться постоянно, тогда выбирайте дизельный. Если для временного использования, тогда бензиновый. И это еще не все. Дизельный электрогенератор имеет большие габаритные размеры, по сравнению с бензиновым, он сильно шумит при работе и выделяет огромное количество дыма и выхлопных газов. Плюс ко всему он дороже.

Появились недавно на рынке газовые генераторы, которые могут работать и от природного газа, и от сжиженного. Неплохой вариант, экологичный, не требующий специального помещения для установки. Можно к одному генератору подключить, к примеру, сразу несколько газовых баллонов, которые в автоматическом режиме будут подключаться к установке.

Газовый электрогенератор

Альтернатива углеводородному топливу

Среди трех видов электрогенераторов газовый самый лучший и эффективный. Но стоимость топлива (жидкого или газообразного) – удовольствие не из дешевых, поэтому стоит задуматься над тем, что самостоятельно вырабатывать топливо, вкладывая в него минимум денежных средств. К примеру, биогаз, который можно получить из биомассы.

Кстати, альтернативные виды энергии, которые сегодня называются биологическими, могут заменить практически все альтернативные источники электроэнергии. К примеру:

  • Биогаз получается при помощи брожения навоза, птичьего помета, сельскохозяйственных отходов и так далее. Главное – установить оборудование, которое используется для улавливания метана.
  • Из мусора, к примеру, на свалках, добывается так называемый целлюлозный эталон. Или как его называют специалисты, свалочный газ.

Внимание! Ученые уже подсчитали, что если перерабатывать все свалки мира, то можно получить до 84 миллиардов литров свалочного топлива, которое можно использовать для получения электроэнергии. .
ИБГУ-1 — установка для получения биогаза

ИБГУ-1 — установка для получения биогаза

  • Из сои и рапса, а точнее, из их семян, вырабатываются жиры, из которых можно получить биосолярку.
  • Из свеклы, сахарного тростника, кукурузы можно изготавливать биоэталон (биобензин).
  • Ученые доказали, что с помощью обычных водорослей можно аккумулировать солнечную энергию.

То есть, существует большой ряд научных разработок, которые выдают альтернативные виды энергии. И многие из них уже получили практическое применение. К примеру, установка ИБГУ-1, с помощью которой из навоза можно получить в сутки до двенадцати кубометров биогаза. Отечественные фермеры по достоинству оценили труд ученых, поэтому это оборудование раскупается быстро.

Сильный ветер согреет дом

Весьма успешно в качестве альтернативного источника для отопления загородного дома можно использовать энергию ветра. Этот ресурс невозможно исчерпать. Он имеет свойство возобновляться. Чтобы использовать силу ветра, потребуется специальное приспособление, называемое ветряк.

Принцип использования энергии ветра

Для преобразования силы ветра в альтернативный источник отопления потребуется ветрогенератор. Они бывают вертикальными и горизонтальными в зависимости от оси вращения. Существует много производителей, предлагающих свои модели клиентам.

Ветроэнергетические установки бывают с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Большая производительность у горизонтально ориентированных

Стоимость зависит от материала, размера самой установки и мощности. Также можно соорудить ветряной генератор своими силами, используя подручные материалы.

Любой ветряк состоит из таких составляющих:

  • лопастей;
  • мачты;
  • флюгера, чтобы улавливать направление ветра;
  • генератора;
  • контроллера;
  • аккумуляторных батарей;
  • инвертора.

Принцип работы ветроэнергетической установки основан на силе ветра, вращающего лопасти ветряка. Лопасти, закрепленные на мачте, находятся высоко над землей. Чем выше, тем выше производительность. Так, для снабжения одного дома достаточно высоты 25 м.

Вращающиеся лопасти приводят в движение ротор генератора. Он начинает вырабатывать трехфазный переменный ток, требующий дальнейшего изменения. Этот ток поступает к контроллеру, где преобразуется в постоянный. Он используется для зарядки аккумуляторных батарей.

Пройдя через батареи, ток выравнивается и поступает на инвертор, где происходит его преобразование в однофазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 Вольт. Теперь его можно использовать для бытовых нужд, в системе электрического отопления.

Галерея изображений

Фото из

В стандартной схеме ветряка присутствует ротор с лопастями, генератор и редуктор. Для установки необходима высокая мачта и аккумулятор для сбора полученной энергии
По расположению оси вращения ветряки подразделяются на горизонтальные и вертикальные. У горизонтальных вариантов с противоположной стороны крепится «хвост»
Ветряной генератор с вертикальным расположением оси вращения отлично работает при любом направлении и силе ветра, но требует более мощной и устойчивой конструкции мачты
Используя двигатели от ненужной беспроводной техники и практически бесплатные подручные средства, можно сделать эффективную самодельную электростанцию


Типовое устройство и стандарты конструкции ветряка


Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения


Ветрогенератор с вертикальной осью вращения


Генератор для сборки самодельного ветряного генератора

Особенности расположения ветряков

Ветряные установки способны работать при определенных условиях. Во-первых, ветрогенератор — довольно объемное сооружение, требующее внушительной площади для устройства. Маленький прибор не способен удовлетворить потребности в энергии.

Его высота должна превышать минимум на 10 м окружающие дома, деревья и прочие строения, а линии электропередач и прочие объекты должны находится в 100 м от ветряка. Это требование не всегда выполнимо – не все владельцы частных домов имеют приусадебные участки достаточной площади.

Ветряки лучше всего располагать на возвышенности, холме, подальше от деревьев и зданий – минимум в 100 метрах

Во-вторых, хорошо, когда рассматриваемая местность обладает хорошим ветропотенциалом – возвышенность или степная зона. Для запуска генератора потребуется скорость ветра от 2 м/с. Многие модели ветряных систем, предназначенные для использования частными домохозяйствами, способны полностью покрыть потребности в электроэнергии.

Так, ветряк мощностью 1,5 кВт может в месяц генерировать, в зависимости от времени года, 100-200 кВт час. Если высоту мачты увеличить, то производительность станет больше в 2 раза. Но это потребует дополнительных затрат на монтаж и расходные материалы. Срок службы ветряных электростанций составляет в среднем 20 лет.

Ролик об изготовлении поможет легко разобраться в принципах устройства:

Приливные электростанции.

Для
выработки электроэнергии электростанции
такого типа используют энергию прилива.
Недостаток приливных электростанции
в том, что они строятся только на берегу
морей и океанов, к тому же они развивают
не очень большую мощность, да и приливы
бывают всего лишь два раза в сутки. И
даже они экологически не безопасны. Они
нарушают нормальный обмен соленой и
пресной воды и тем самым – условия жизни
морской флоры и фауны. Влияют они и на
климат, поскольку меняют энергетический
потенциал морских вод, их скорость и
территорию перемещения. Морские
теплостанции, построенные на перепаде
температур морской воды, способствуют
выделению большого количества углекислоты,
нагреву и снижению давления глубинных
вод и остыванию поверхностных. А процессы
эти не могут не сказаться на климате,
флоре и фауне региона. Оказывается, что,
если приливных электростанций построить
много, они могут существенно замедлить
вращение Земли вокруг свей оси. Вред от
такого вмешательства в природу может
быть совершенно непредсказуемым и
непоправимым.

Энергия солнца в электричество

Солнечные панели впервые начали делать для космических кораблей. В основе устройства лежит способность фотонов создавать электрический ток. Вариаций конструкции солнечных батарей великое множество и каждый год они совершенствуются. Самостоятельно изготовить солнечную батарею можно двумя способами:

Способ №1. Купить готовые фотоэлементы, собрать из них цепь и накрыть конструкцию прозрачным материалом

Работать нужно предельно осторожно, все элементы очень хрупкие. Каждый фотоэлемент имеет маркировку в вольт-амперах

Посчитать нужное количество элементов для сбора батареи необходимой мощности не составит большой сложности. Последовательность работы такая:

  • для изготовления корпуса понадобится лист фанеры. По периметру прибиваются деревянные рейки;
  • в листе фанеры сверлятся отверстия для вентиляции;
  • внутрь помещается лист ДВП со спаянной цепью фотоэлементов;
  • проверяется работоспособность;
  • на рейки прикручивается оргстекло.

Солнечные батареи

Способ №2 требует знаний электротехники. Электрическая цепь собирается из диодов Д223Б. Спаивают их по рядам последовательно. Помещают в корпус, накрытый прозрачным материалом.

Фотоэлементы бывают двух видов:

  1. Монокристаллические пластины обладают КПД 13% и прослужат четверть века. Безупречно работают только в солнечную погоду.
  2. Поликристаллические имеют КПД ниже, их срок службы всего 10 лет, но мощность не падает при облачности. Панель площадью 10 кв. м. способна произвести 1КВт энергии. При размещении на крыше стоит учитывать общий вес конструкции.

Схема солнечной батареи

Готовые батареи размещают на самой солнечной стороне. Панель необходимо оснастить возможностью регулировки наклона угла по отношению к Солнцу. Вертикальное положение устанавливают во время снегопадов, чтобы батарея не вышла из строя.

Солнечную панель можно использовать с аккумулятором или без него. Днём потреблять энергию солнечной батареи, а ночью — аккумулятора. Либо днём пользоваться солнечной энергией, а ночью — от центральной сети электроснабжения.

Источники энергии дома варианты

В связи с ростом тарифов на энергию многие люди начинают задумываться не только об экономии энергии, но и об дополнительных источниках энергии. Некоторые люди предпочитают сделать самоделки своими руками, а некоторые предпочитают какие-либо готовые решения, к которым могут относиться определенные варианты.

А именно:

  1. Установка на стекла солнечных панелей, которые обладают высокой прозрачностью, благодаря чему их можно размещать даже в многоэтажных домах. Но при этом их КПД даже в солнечную ясную погоду не превышает 10%.
  2. Для освещения некоторых участков помещения используются светодиоды и светодиодные лампы на небольших аккумуляторах соединенных с солнечной панелью. Достаточно в течение дня заряжать, таким образом, аккумулятор чтобы вечером получить освещение.
  3. Установка традиционных солнечных панелей, которые позволяют заряжать аккумуляторы и от них уже через инвертор частично питать домашние приборы и лампы. Можно также вырабатывать горячую воду в теплое время года путем установки вакуумного насоса и теплового коллектора на крышу.

У жителей, проживающих в городских условиях, к сожалению, выбор дополнительных источников энергии ограничен, в отличие от тех, кто проживает в загородных домах. В частном доме гораздо больше возможностей сделать автономное электроснабжение. А также сделать для загородного дома или на даче автономные независимые системы обогрева.

Последние статьи

  • 0   Дорого-богато: самый большой пикап России, который занимает два парковочных места сегодня, 13:27
  • 0   Флагманам тут не место: почему сегодня можно взять бюджетный смартфон и быть счастливым сегодня, 11:50
  • 0   7 простых советов по использованию зубной пасты, которые легко решат бытовые неурядицы сегодня, 10:46
  • 0   Котлеты по-цыгански: Как улучшить вкус мясного блюда, добавив всего один ингредиент сегодня, 09:24
  • +1   Cadillac BLS — автомобиль, который разработали в Швеции, выпускали в России, а в Америку он так и не попал 22.11.2018, 22:43
  • 0   Современный интерьер: 20 практичных идей, которые помогут преобразить гостиную 22.11.2018, 22:03
  • +1   15 маленьких «звоночков», которые выдают в человеке неряху 22.11.2018, 21:08
  • 0   Как использовать скотч: 7 гениальных в своей простоте идей, которые облегчат жизнь 22.11.2018, 20:09
  • 0   В Исландии открылся отель с номерами в виде мыльных пузырей: они абсолютно прозрачные 22.11.2018, 18:27
  • 0   Министерство обороны России рассекретило инструкцию по уничтожению танков «Тигр» времен Второй мировой войны 22.11.2018, 16:50

Альтернативные источники энергии для дома взаимодействие систем

Большинство устройств и оснащения работают со стихиями, которые невозможно контролировать и регулировать – ветер и солнечные лучи

При проектировании крайне важно разработать такую схему, чтобы не было переработки оборудования и все источники ресурсов могли переводить один вид энергии в другой, накапливать, выполнять дополнительные функции. Таким образом, увеличивается работоспособность оснащения, уменьшается износ, появляется возможность получения параллельных потоков энергии

компанией ИнноваСтрой тесно связано с обеспечением работоспособной замкнутой сети, где будут объединены следующие устройства:

 

  • Аккумуляторные батареи, накапливающие электроэнергию с регулятором степени зарядки и заполнения;
  • Преобразование тока до приемлемого уровня в 220В или 380В;
  • Нагрев воды или передача избыточной энергии на тэны и нагреватели, которые могут накапливать определенное количество горячей воды;
  • Перераспределение потоков энергии между различными потребителями, чтобы максимально рационально использовать запасы в случае простоя коттеджа в течение некоторого времени;
  • Симбиотическое взаимодействие, позволяющее получать стабильный поток энергии в течение всего года в различных климатических и погодных условиях.

Тепловые насосы создают тепло из всего

Принцип их действия основан на циклах Карно. Говоря более простым языком, это большой холодильник, который при охлаждении окружающей среды, забирает у нее низкопотенциальную энергию и преобразовывает ее в тепло с высоким потенциалом. Окружающая среда может быть любой: земля, вода, воздух. В любое время года они содержат малую долю тепла. Устройство имеет достаточно сложное устройство и состоит из нескольких основных компонентов:

  • Наружный контур, заполненный природным теплоносителем.
  • Внутренний контур с водой.
  • Испаритель.
  • Компрессор.
  • Конденсатор.

В системе, как и в холодильнике применяют фреон. Наружный контур может быть помещен в водяную скважину или в открытый водоем. Иногда даже просто в землю закапывают этот контур, но это требует больших затрат.

Рассмотрим процесс самостоятельного изготовления теплового насоса. Первым делом необходимо раздобыть компрессор. Можно снять его с кондиционера. Достаточно будет мощности на нагрев 9,7кВт.

Компрессор от кондиционера с мощностью 9,7 кВт прекрасно подойдет для создания теплового насоса.

Вторая важная деталь – это конденсатор. Его можно сделать из обычного бака объемом 120 литров. Главное, чтобы он был не подвержен коррозии. Бак режут на две части и вставляют внутрь змеевик из меди. На выходы змеевика крепят двухдюймовые соединения для монтажа контура. Бак сваривают с помощью сварочного аппарата. Площадь змеевика нужно вычислить заранее по формуле: ПЗ = МТ/0,8РТ, где: ПЗ — площадь у змеевика; МТ — Мощность тепловой энергии, которую выдает система, кВт; 0,8 — коэффициент теплопроводности при протекании воды вокруг меди; РТ — разница между температурами воды на входе и на выходе в градусах Цельсия. Змеевик можно изготовить самостоятельно, путем наматывания трубы на любой цилиндр. Внутри него будет циркулировать фреон, а в баке вода из системы отопления. Она будет нагреваться при конденсации фреона.

Змеевик для конденсатора теплового насоса.

Для изготовления испарителя потребуется пластиковая тара, имеющая объем не менее 130 литров. Горловина этого бака должна быть широкой. В него тоже помещают змеевик, который будет соединен с предыдущим в единый контур через компрессор. Выход и вход испарителя делают с помощью обычной канализационной трубы. Через него будет протекать вода из водоема или скважины, которая обладает энергией, достаточной для испарения фреона.

Так выглядит испаритель теплового насоса

Работает такая система следующим образом: испаритель помещается в водоем или скважину. Вода, огибая его, вызывает испарение хладагента, который поднимается по трубам из испарителя в конденсатор. Там он конденсируется, отдавая тепло окружающей змеевик воде. Эта вода циркулирует по трубам отопления с помощью центробежного насоса, обогревая помещение. Хладагент компрессором вновь отправляется в испаритель, и цикл повторяется вновь и вновь.

Схема работы теплового насоса «вода-вода».

Рассмотренный нами агрегат способен обогреть помещение в 60 м2 в любое время года. При этом энергия берется из окружающей среды.

Как сделать ветрогенератор

Солнечные электростанции не работают ночью и в пасмурную погоду, а электричество требуется всегда. Поэтому, проектируя альтернативную энергетику для дома своими руками, нужно предусмотреть в ней генератор, не зависящий от солнца.

Для использования в качестве второго источника энергии отлично подойдёт ветрогенератор. Его можно собрать даже из б/у запчастей, что существенно сэкономит ваши средства.

Список того, что понадобится для сборки ветряка:

  1. Генератор с магнитным возбуждением от грузовика или трактора.
  2. Труба с наружным диаметром 60 мм и длиной 7 метров.
  3. Полтора метра трубы с внутренним диаметром 60 мм.
  4. Стальной трос.
  5. Скобы и колышки для крепления троса.
  6. Провода, сечением 4 мм².
  7. Повышающий редуктор 1 к 50.
  8. ПВХ труба, диаметром 200 мм.
  9. Диск от циркулярной пилы.
  10. Два разъёма EC-5.
  11. Кусок стального листа, толщиной 1 мм.
  12. Лист алюминия, толщиной 0,5 мм.
  13. Подшипник под внутренний диаметр мачты.
  14. Муфта для соединения валов генератора и редуктора.
  15. труба под внутренний диаметр подшипника, длина — 60 см.

Все эти материалы продаются в строительном и в автомагазине. Новые редукторы с генератором стоят дорого, поэтому их лучше купить на барахолке.

Изготовление ветроколеса для дома

Главным элементом любого ветряка являются лопасти, поэтому их нужно изготовить первыми.

Чтобы определиться с размерами, используйте таблицу.

Ветроколесо по мощности в идеале должно совпадать с генератором, но из-за чрезмерно больших размеров получающегося колеса это не всегда возможно. Поэтому чаще всего мощность лопастей значительно ниже таковой у генератора. В этом нет ничего страшного.

Разрежьте ПВХ трубу на отрезки, равные длине лопастей. Распилите их пополам по продольной оси. Перерисуйте на половинки трубы разметку и по ней вырежьте лопасти. Отпилите от заготовок треугольники. Из стального листа вырежьте крепления для лопастей и просверлите в них дырки. Возьмите диск от циркулярной пилы, насверлите в нём отверстий и болтами прикрутите лопасти к диску.

Сборка, установка и подключение

Выройте яму и забетонируйте в ней трубу с внутренним диаметром 60 мм. Возьмите семиметровую трубу и, отступив 1 метр от края, установите на неё скобы. Вварите в тот же край трубы подшипник, используя аргонную сварку.

Согните из стального листа раму и снизу приварите к ней трубу, которая влезает в подшипник. Закрепите на раме редуктор с генератором, соединив их валы. Установите снизу рамы и на верхушке мачты 2 ограничителя в виде штырей. Они не дадут раме поворачиваться больше, чем на 360 градусов. Сделайте флюгер из алюминиевого листа и закрепите его на задней части рамы. В основании мачты просверлите отверстие для провода.

Подключите к генератору провод и протяните его сквозь раму и мачту. Оденьте на вал редуктора ветроколесо и закрепите его на нём. Вставьте раму в подшипник и покрутите её. Она должна легко вращаться.

Ветряк в сборе выглядит примерно так:

  1. Лопасти.
  2. Диск от циркулярки.
  3. Редуктор.
  4. Соединительная муфта.
  5. Генератор.
  6. Флюгер.
  7. Крепление флюгера.
  8. Подшипник.
  9. Ограничители.
  10. Мачта.
  11. Провод.

Вбейте в землю колышки так, чтобы расстояние от мачты до каждого из них было одинаковым. Привяжите тросы ко скобам на мачте. Для установки мачты нужно вызывать автокран. Не пытайтесь установить ветрогенератор самостоятельно! В лучшем случае вы разобьёте ветряк, в худшем — пострадаете сами. После поднятия мачты автокраном, направьте её основание в забетонированную ранее трубу и дождитесь, пока кран опустит её в трубу.

Трос нужно привязывать к колышку в натянутом состоянии. Причём все тросы должны быть привязаны так, чтобы мачта стояла строго вертикально, без перекосов.

Подключать ветрогенератор нужно к зарядному устройству через разъём ЕС-5. Сама зарядка устанавливается в щитке с оборудованием СЭС и подключается напрямую к аккумулятору.

Чтобы не лишиться бытовой техники, во время грозы всегда отключайте ветряк от зарядного устройства.

Сборка электростанции закончена. Теперь вы не останетесь без электричества, даже если вам отключат свет на длительное время. При этом не придётся тратить деньги на топливо для генератора и время на его доставку. Все будет работать автоматически и не потребует вашего вмешательства.

Что выбрать

Давайте разберёмся, какой вариант альтернативной энергии лучше. Солнечные батареи являются наиболее предпочтительным вариантом из-за простоты и экологичности. Однако они не работают в ночное время суток.

Ветрогенераторы хорошо подходят для местностей, где постоянно дуют сильные ветры. Функционируют и днём, и ночью, но если потоки воздуха ослабевают – эффективность становится равна нулю. Наилучшим вариантом является комбинация этих двух устройств. Тогда вы можете быть почти на 100% уверенными, что никогда не останетесь без электричества.

Остановите свой выбор на биогазовой установке, если держите в хозяйстве коров, свиней или кур, или неподалёку есть ферма, откуда можно брать отходы для переработки.

А если вы нуждаетесь в горячем водоснабжении и отоплении, дополните систему дома тепловыми насосами. Они не требовательны в обслуживании, отсутствует необходимость покупать и где-то складировать топливо, как в случае, например, с твердотопливным котлом.

Отопление для частного дома альтернативные источники энергии

Среди наиболее распространенных способов получения электроэнергии является движущая сила ветра. Достаточно поставить около загородного дома высокую мачту с движущимися лопастями, соединенными с генератором, чтобы получать электрический ток и заряжать аккумуляторы.

Для получения тепла, можно использовать тепловые насосы, при их использовании, можно брать тепло практически из любого места:

  • Воздуха;
  • Воды;
  • Земли.

Принцип их работы, как в холодильнике, только при прокачивании через насос воздуха или воды, получается тепло. Самодельные конструкции, ничуть не уступают промышленным. В домашних условиях можно самостоятельно изготовить подобные конструкции достаточно найти чертежи и изготовить ветряк, чтобы получить дешевое электричество буквально из воздуха. Есть и другие виды и возможности получить электроэнергию и отопление для частного дома.

Эффективно использование обыкновенного генератора, особенно в северных регионах России, так как, при недостатке солнечного света, панели просто бесполезны.

То же самое касается и тепловых конвекторов, которые предназначены для нагрева воды. Несколько проще для получения тепла использование котла на биотопливе, в качестве материала для топки используются прессованные опилки, гранулы, в том числе и из соломы и торфа. Но такие котлы на биотопливе стоят несколько дороже, чем работающие на газе.

Самодельная гидроэлектростанция

При наличии на участке ручья или водоёма с плотиной дополнительным источником альтернативной электроэнергии станет самодельная гидроэлектростанция. В основе устройства лежит водяное колесо, а мощность будет зависеть от скорости течения воды. Материалы для изготовления генератора и колеса можно взять от автомобиля, а обрезки уголка и металла найдутся в любом хозяйстве. Кроме этого, понадобится кусок медного провода, фанера, смола полистироловая и неодимовые магниты.

Самодельная гидроэлектростанция

Последовательность работ:

  1. Делается колесо из 11 дюймовых дисков. Из стальной трубы изготавливаются лопасти (режем трубу вдоль на 4 части). Потребуется 16 лопастей. Диски стягиваются болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лопасти привариваются сваркой.
  2. Изготавливается сопло по ширине колеса. Его делают из обрезка металла, выгнув по размеру и соединив сваркой. Сопло настраивают по высоте. Это позволит отрегулировать водяной поток.
  3. Сваривается ось.
  4. Устанавливается колесо на ось.
  5. Делается обмотка, заливаются смолой катушки – статор готов. Собираем генератор. Из фанеры изготавливается шаблон. Устанавливают магниты.
  6. Генератор защищают металлическим крылом от водяных брызг.
  7. Колесо, ось и крепежи с соплом покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
  8. Регулировкой сопла добиваются наибольшей мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капиталовложений и производят энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг ощутимо снизит расходы на электроэнергию. Для сбора агрегата понадобятся только умелые руки и ясная голова.

Энергия солнца и кремниевые панели

Большинство проектов по освоению альтернативных источников связано с солнечной энергией. Компании-производители солнечных батарей активно рекламируют преобразователи и панели, как наиболее выгодные, экологичные и бесшумные. Но не все так просто. Прежде чем покупать и устанавливать солнечные панели в качестве главного источника тепла, стоит помнить о некоторых недостатках подобного способа получения альтернативной энергии:

  • Высокая стоимость солнечной электроэнергии, на сегодня разница составляет 2,5 раза в сравнении с тарифом электросетевых компаний;
  • Небольшая мощность источника энергии. С одного квадратного метра панели в солнечный день можно получить не более 150 Вт альтернативной электроэнергии, при том, что стоимость самой панели составляет около сотни долларов;
  • Сложность ремонта и ограниченный срок службы солнечных кремниевых панелей.

Перечисленные недостатки альтернативного солнечного источника энергии, которыми любят пугать чиновники электросетевых компаний, прежде всего, связаны с высокой стоимостью солнечного элемента. По оценкам специалистов, снижение розничной цены на кремневые батареи всего на 60% приведет к взрывному спросу на альтернативные источники солнечной электроэнергии.

Важно! Для установки солнечной батареи на крыше частного дома не нужны согласования и разрешения местных властей, если система не будет сопряжена с вводным контуром проводки электросетевой компании.

Потомки ветряных мельниц, вырабатывающие киловатты

В устройстве ветряков ничего сложного нет. Не зря наши предки использовали энергию ветра так обыденно. Принципиально ничего не изменилось. Просто вместо жернов мельницы был установлен привод на генератор, который преобразует вращательную энергию лопастей в электричество.

Так выглядят большинство современных ветрогенераторов.

Для изготовления ветрогенератора понадобится: высокая башня, лопасти, генератор и накопительная батарея. Придумать надо и простейшую систему управления и распределения электричества. Рассмотрим один из способов сооружения ветряка самостоятельно

Не будем фокусировать внимание на устройстве башни и лопастей, здесь нет ничего сложного для того, кто хоть что-то смыслит в механике. Остановимся на генераторе

Можно, конечно, приобрести готовый генератор с необходимыми параметрами, но наша задача создать ветряк самостоятельно. Если у вас есть двигатель от старой стиральной машины, и он работает, то дело решено. Нам нужно будет переделать его в генератор. Для этого приобретем неодимовые магниты.

Ротор генератора растачиваем на токарном станке, делая углубления для магнитов. В них на суперклей приклеиваем магниты. Заворачиваем ротор в бумагу, а расстояние между магнитами заливаем эпоксидной смолой. Когда она засохнет – убираем бумагу, а ротор шлифуем наждачкой. Внимание! Чтобы магниты не залипали, их нужно установить с небольшим наклоном. Теперь при вращении ротора, магниты будут образовывать разность потенциалов, которую снимают с помощью клемм.

Так приклеиваются магниты на ротор двигателя стиральной машины.

Ток и тепло своими руками альтернативная энергетика для дома

Дармовая электроэнергетика для квартиры или частного дома всегда интересовала людей, так как в последние годы тарифы на отопление и электроэнергию только лишь растут. И для экономии, многие люди стараются найти варианты получения тепла и энергии даром. Для этого изготавливают разные системы, в том числе пытаются изобрети вечный источник, и придумывают необычные и новые способы получения тока и тепла.

Относительная бесплатная энергетика (сборка солнечных панелей своими руками):

  • Можно приобрести части солнечной батареи в Китае;
  • Самостоятельно все собрать;
  • Как правило, к каждому комплекту прилагается схема сборки.
  • Все это позволяет самостоятельно собрать панель и схему питания, в частности квартиры или частного дома.

Безтопливная халявная энергетика получается из электромагнитных волн – любые колебания можно преобразовать в электричество. Правда КПД таких схем очень мал, но, тем не менее, с помощью специально сделанных приборов можно заряжать телефоны и прочую мелкую бытовую технику.

Правда зарядка займет довольно длительное время.

Для получения тепла, некоторые умельцы используют метан, который в свою очередь получают из навоза животных и прочих отходов. Правильно сделанная система является хорошим вариантом для получения тепловой энергии и обогрева дома, а также для приготовления пищи.

Минимальные требования к домашнему источнику электроэнергии

Перед выбором самого простого генератора для дома следует учесть только основные приборы, которые он должен питать, и подбирать его по их параметрам. Например, если электричество отключают всего на несколько часов, то можно исключить работу холодильников и морозильников, ибо они способны держать холод в течение этого периода.

Минимальные функции бюджетного источника электрической энергии способен обеспечить обыкновенный автомобильный аккумулятор с напряжением 12 вольт любой мощности, но, желательно — увеличенной. К нему можно подключить:

  1. резервное освещение на основе нескольких светодиодных светильников;

ноутбук, компьютер или цифровой телевизор напрямую к выходным цепям блока питания. Этим исключается двойное преобразование постоянного и переменного напряжений 12 вольт в 220 и назад.

Аккумулятор будет питать эти приборы и постепенно разряжаться. Для его подзаряда достаточно использовать снятый с автомобиля генератор, ротор которого можно крутить велосипедным тренажером.

С этой целью заднее колесо велосипеда просто вывешивают на подставке, а на одну из его свободных звездочек устанавливают вторую цепь, которая будет передавать крутящий момент от педалей на ротор автомобильного генератора.

Можно использовать любой другой доступный способ передачи энергии вращения, например, за счет создания прямого контакта от покрышки колеса прямо на наконечник оси ротора.

За счет такой простой конструкции удобно заниматься на велотренажере и одновременно смотреть телевизионные передачи или пользоваться интернетом с ноутбука или компьютера. В условиях дефицита физических нагрузок это довольно неплохой способ поддержания здоровья и одновременной экономии электроэнергии для дома.

Биогазовые установки

Используют для работы различные отходы жизнедеятельности, например, от домашних или сельскохозяйственных животных и птиц. В герметичной ёмкости они подвергаются обработке анаэробными бактериями, которые в свою очередь выделяют биогаз.

Чтобы процесс шёл быстрее, отходы нужно периодически перемешивать, для чего используется ручная или механическая мешалка.

Биогаз попадает в специальное хранилище, называемое газгольдер, где подвергается усушке. Дальше он используется как обычный природный газ. Из оставшихся после переработки отходов можно сделать удобрение.

Современные технологии для получения энергии с помощью биогазовых установок позволяют это делать без выполнения неприятных действий. Их главные преимущества:

  • независимость от погодных условий;
  • экономия

Автономное электроснабжение: 100 фото строительства систем

Современные люди последнее время стали стремится к собственным источникам энергии, поскольку все меньше доверяют государственным поставщикам. Это связано с высокой ценой за их услуги и низкой эффективности того же отопления или газа без использования счетчика.

А теперь дело дошло и до электричества, все больше россиян желает иметь автономные системы электроснабжения для своих домов, поскольку они дают чувство защищенности и уверенности в наличии электричества каждый день.

Сейчас по различным причинам стали происходить частые поломки, особенно это касается удаленных поселков без возможности быстрого ремонта. На территории того же Крыма имеются серьезные проблемы с доступом к государственному электричеству.

Из-за этого россияне научились выходить из ситуации, обратив внимание на различные способы, позволяющие иметь электричество в любое время. Сейчас будем говорить о солнечных панелях, ветроэлектрических установках и топливных генераторах, поскольку они могут спасти в случае проблем с доступом к государственной сети и помогут заметно сэкономить.

Можете познакомиться с различными видами через фото источников электроснабжения на основе различных строений и особенностей местности. Почти все эти способы отличаются большими первичными затратами, которые окупаются в процессе длительной эксплуатации.

Особенности способов экономии энергии

В первую очередь речь, действительно, идет об экономии, но многие оценили не только этот аспект. Дело в том, что современным людям нравится не зависеть от кого-то даже в вопросе электрического снабжения жилого помещения.

Наверно все знакомы с неприятными визитами различных специалистов, требующих доступ к счетчику, проверяющих пломбы – зачем все это, если можно использовать альтернативные источники энергии. Многих притягивает именно эта сторона, хотя и экономичность со временем тоже ощущается.

Рассмотрим различные версии способов собственного электрического снабжения для дома:

Солнечные панели

Солнечные панели быстро завоевали множество фанатов по всему миру, что связано с простотой их монтажа и эксплуатации. Хотя все так лишь на первый взгляд, поскольку солнечное электроснабжение дома отличается рядом нюансов.

Но в целом работа таких систем сводится к тому, что на полупроводниковый фотоэлемент попадает луч солнца и это приводит к генерированию энергии, а также ее последующему использованию.

Рассмотрим положительные стороны этого вида получения собственной энергии:

Если разместить достаточное количество панелей, тогда можно получить много энергии в дневные часы при условии отсутствия облаков.

В целом в этом есть и плюс и минус, поскольку энергии действительно достаточно, но площадь такой установки занимает много места. А в пасмурную погоду энергии будет не хватать.

Но панели эксплуатируются в течение длительного времени и они не производят никакого шума.

Их почти не нужно обслуживать, а электричество добывается бесплатным, безопасным и экологически чистым путем.

Их недостатки мы уже частично затронули выше и в принципе поняли, что достоинств больше. Но есть и другая существенная проблема – цена!

Чтобы выработать примерно 1 кВт энергии потребуется заплатить за панели около 1 500 долларов США. И это без учета стоимости, сопутствующего оборудования. Но со временем – это окупится и будет правильным вложением средств.

Ветроэлектрические установки

Ветроэлектрические установки активно используются на территориях с увеличенной силой ветра, ощущаемой в течении всего года. На территории России этот вид установки используется в Крыму, поскольку там всегда достаточная мощность ветра.

Для этого применяются ветрогенераторы, которые приводятся в движение с помощью природной силы, что и дает бесплатное электричество. Мы просто забираем его у природы за счет хитрого приспособления.

Но этот вид тоже отличается некоторыми нюансами:

Речь идет о генераторах с ротором и лопастями. Ротор вращается силой ветра и происходит генерация энергии.

Такая установка не занимает много места. Хотя это зависит от цели ее использования – бывают домашние версии, они то как раз и не большие, и ветряные станции с крупными установками для производства электричества в промышленных масштабах. Такие есть на территории Крыма. Их начали активно строить от 1990-х годов, что продолжается и в наше время. Они работают почти без шума, экологически чисты и долговечны.

Ветрогенератор можно изготовить собственными усилиями, что заметно снижает затраты на полученную энергию.

Но, к сожалению, имеются и весомые недостатки:

Стоимость купленных ветрогенераторов не отличается заметной умеренностью. Они действительно потребуют серьезных затрат, но мы говорили о возможности самостоятельного создания устройства. Хотя добиться его работоспособности будет не просто.

Не стоит надеяться, что они произведут достаточное количество энергии, чтобы обеспечить целый дом. Придется устанавливать несколько устройств или одну крупную установку с увеличенной отдачей.

Для их весомой отдачи необходима территория со среднегодовым показателем скорости ветра не менее 8 м/с. В противном случае целесообразность установки становится сомнительной затеей.

Генераторы работающие на топливе

Генераторы, работающие на основе жидкого или газообразного топлива могут создать резервное электроснабжение, необходимое в случае экстренных ситуаций или поломок.

При этом на некоторых территориях земли они используются в качестве основного источника энергии, что связано с отсутствием доступа к альтернативным способом ее получения.

Генераторы работают на основе бензина, дизельного топлива или газа. Ними легко пользоваться, но к экологически чистому варианту их отнести нельзя. И, к тому же, это менее безопасный вариант, если сравнивать с первыми двумя.

Но они легко работают – двигатель вращает ротор, который вырабатывает электрический ток, предающийся к потребителю.

Чтобы создать полноценную систему собственной энергии без зависимости от государственных источников рекомендуется использовать все три варианта. Или хотя бы два из них смогут создать готовые решения автономного электроснабжения для любого частного жилья.

Эти варианты можно использовать в любых союзах, лишь бы была версия на экстренный случай. В идеале это сочетание генератора с различным топливом с одним из первых двух вариантов.

Хотя не стоит забывать, что еще можно создать мини версию гидроэлектростанции, но для этого необходим доступ к воде и специфические монтажные работы, разрешение от экологов различных других государственных служб. Но иногда и этот вариант используется россиянами у которых есть средства на его организацию.

Фото автономного электроснабжения

Также рекомендуем посетить:

Автономное электроснабжение: принцип работы | Дом Мечты

Май 29/16

В погоне за чистым воздухом и тишиной первозданной природы человек все дальше и дальше уходит от городской черты, оборудуя там загородные участки. И далеко не всегда в подобной местности присутствуют блага цивилизации – в частности, необходимая для обеспечения жизни человека энергия. Электричество в таких домах приходится вырабатывать самостоятельно – говоря по-простому, делать автономное электроснабжение.

Систем, позволяющих решить вопрос электрификации дома, достаточно много, и все они вполне сносно справляются со своими задачами. Устроены они по одному принципу, но различаются первоначальным источником энергии, на котором и следует сосредоточиться при выборе подобных систем. Опять же, говоря простым языком, некоторые системы автономного электроснабжения требуют постоянного вложения средств в покупку топлива, а некоторые, называемые условно «вечными двигателями», в этом не нуждаются. Так называемые даровые источники энергии, к которым можно отнести солнце и ветер, являются оптимальным вариантом для любого дома. О них, а вернее о том, как на их базе организовать автономное электроснабжение дома, и пойдет разговор в данной статье – вместе с сайтом Дом Мечты мы разберемся с устройством и принципом работы подобных систем электроснабжения и изучим основы их самостоятельного изготовления.

Автономное электроснабжение частного дома фото

Автономное электроснабжение: устройство и принцип работы системы

По большому счету, системы автономного электроснабжения частного дома устроены весьма просто – как правило, они состоят из трех основных узлов.

  1. Преобразователь энергии – это либо солнечные панели, либо ветряной электрогенератор. Исходя из названия, можно понять, что первый вариант предназначен для преобразования солнечной энергии в электрическую, а второй служит для преобразования энергии ветра в электрический ток. Эффективность работы того или иного типа преобразователя в полной мере зависит от капризов матушки Природы – есть солнце или ветер, значит имеется и энергия. Согласитесь, весьма зыбкая и ненадежная перспектива. Именно для этого необходим следующий элемент системы автономного электроснабжения дома.
  2. Электрические емкости – аккумуляторы, в задачи которых входит накапливание электричества, которое в солнечные или ветряные дни будет вырабатываться в избытке. Аккумуляторов понадобится много – именно от них зависит то, насколько долго вы сможете использовать запасенную энергию. Как правило, для обеспечения электричеством домов применяются больше гелевые аккумуляторы емкостью от 175А/час и более с напряжением 12 и 24V – их количество рассчитывается исходя из суточного потребления энергии. При большом энергопотреблении целесообразно использовать аккумуляторы на 24V.

    Автономный источник электроснабжения фото

  3. Контроллер – управление потоками энергии, вырабатываемыми преобразователями. Принцип работы таких контроллеров весьма простой – его основной задачей является контроль над состоянием аккумуляторов. Когда «бак заполнен» до отказа, он направляет энергию прямиком к потребителю, когда он обнаруживает разрядку аккумуляторов, энергия идет через них – часть ее тратится на зарядку, а часть поступает потребителям.
  4. Инвертор – устройство, преобразующее постоянный ток с напряжением 12 или 24V в традиционное сетевое напряжение 220V. Инверторы бывают разной мощности, которая также рассчитывается исходя из суммарной мощности одновременно работающих потребителей – естественно, берется запас, так как ситуации бывают разными. Кроме того, когда электрооборудование работает на пределе своих возможностей, оно быстрее выходит из строя.

По большому счету, если не считать различного рода соединительные кабели, балласты для сброса излишков энергии и прочего вспомогательного оборудования, можно сказать, что это и все автономное электроснабжение загородного дома.

Автономный источник электроснабжения: что лучше, солнце или ветер

Вопрос, какую автономную электростанцию выбрать, весьма важный, и многие люди серьезно задумываются над ним – каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки. Обращают внимание на стоимость, эффективность работы и прочие показатели экономичности, которые, по сути, являются несущественными. А все потому, что присутствует один фактор, который сводит все эти моменты на «нет», и делает их второстепенными – это периодичность погоды. Сегодня ветрено, а завтра солнечно, а послезавтра может не оказаться ни того, ни другого. Даже река, если говорить о гидроэлектростанции, зимой замерзает, хотя это и поправимое дело.

Система автономного электроснабжения дома фото

В принципе, ответ на вопрос, какую автономную систему электроснабжения сделать, ясен – комбинированную. Именно она в состоянии бесперебойно обеспечивать дом электричеством, невзирая на погодные условия. Как правило, грамотно разработанное автономное электроснабжение частного дома предусматривает использование и энергии солнца, и энергии ветра. Перестраховщикам ко всему этому можно добавить небольшой дизель-электрогенератор или водяную мельницу, если рядом протекает река.

Автономное солнечное электроснабжение: принцип сборки системы

Несмотря на все тонкости и нюансы, без которых не обходится монтаж ни одной более или менее сложной системы, в целом сборка автономной электростанции производится не так уж и сложно. Условно весь этот процесс можно разбить на несколько этапов.

  1. Установка преобразователя ветряной и солнечной энергии. Здесь очень важно выбрать правильное место – ветряк желательно монтировать на открытой местности, а солнечные панели на максимально освещенных участках. Для панелей очень важно соблюсти еще и направление установки – лицом их лучше сориентировать на север или на юг, в зависимости от того, в каком полушарии монтируется система. Как вариант, можно использовать следящие за Солнцем приспособления, которые будут поворачивать панели вслед за нашим дневным светилом. В основном панели монтируют на крыше дома, для чего создают специальную несущую конструкцию, которую достаточно просто соорудить самостоятельно из профильной трубы. Что касается их подключения, то они соединяются по параллельной схеме с использованием специальных коллекторов и кабеля особой конструкции, позволяющих снизить потери энергии при транспортировке в дом. Общая жила, объединяющая в себя все панели, прокладывается в дом, где оборудуется в отдельной комнате управляющий узел.
  2. В первую очередь эта жила подключается к контроллеру. Сложного в этом ничего нет – как правило, устройство данного типа одновременно является и коммутатором, в который подсоединяется все остальное оборудование. На нем вы найдете две клеммы для подключения солнечных панелей – одна «+», другая «-». К каждой из них следует подсоединить соответствующий конец кабеля панелей.

    Автономное электроснабжение фото

  3. Еще две клеммы этого устройства предполагают подсоединение аккумуляторных батарей. Сколько бы их ни было, они соединяются в единый массив по параллельной схеме подключения (плюс к плюсу, а минус к минусу) – в любом месте такого массива можно подсоединить кабели, связывающие емкости с контроллером. Опять-таки, не следует забывать о полярности подключения.
  4. Инвертор – единственный элемент системы, который не подключается к контроллеру. Он берет энергию от аккумуляторов напрямую – принцип его подсоединения точно такой же, как и у всех приборов, работающих с напряжением 12 или 24V постоянного тока. Очень важно соблюсти полярность, в противном случае устройство работать не будет.
  5. На выходе инвертора монтируется автоматический выключатель – это защита оборудования от чрезмерной нагрузки в сети.

    Автономное электроснабжение загородного дома фото

С инвертора электричество подается на стандартный распределительный щиток, которым оборудуется любой современный дом или квартира. Уже непосредственно от щитка электричество раздается потребителям. Если система предусматривает подключение сразу нескольких источников энергии, то они подсоединяются друг к другу параллельно все через тот же контроллер. Здесь имеется один нюанс – чтобы ток не шел от одного источника к другому и не заставлял один из них работать в качестве электродвигателя, при подсоединении их в пару применяются диоды Шоттки. Они пропускают ток только в одном направлении и не позволяют течь ему в сторону источников энергии, когда они не вырабатывают электричество.

В заключение темы про автономное электроснабжение скажу несколько слов по поводу такого момента, как технология сборки. Создавая подобные системы, лучше всего использовать предназначенные для них комплектующие – даже провода нужно устанавливать специальные. Все эти части разрабатываются с учетом особенностей систем и рассчитаны на максимальную эффективность работы. Никто вам не запретит применять стандартное электрооборудование, но в таком случае вы должны быть готовы пожертвовать долей энергии, которая попусту будет вылетать в трубу.

И еще одно – если имеется возможность, то хорошо будет наладить продажу излишков электричества. Такую систему выгоднее сооружать на несколько домов или же оборудовать специальный узел, в задачи которого будет входить выдача электроэнергии в общественную сеть. Такие узлы оборудуются счетчиками, согласно которым энергетическая компания будет покупать у вас электричество. Естественно, дешевле, чем за нее платят потребители.

Автор статьи Владимир Белов


интеллектуальных автономных систем. | TNO

Мы фокусируемся на десяти социальных сферах.

  • Главная страница Основные направления
  • Искусственный интеллект
    • Области применения
      • Персонализированное здоровье
      • Автономные автомобили и системы
      • Кибер-безопасности
      • Профилактическое обслуживание
      • Политика на основе данных
      • Умная промышленность
    • Вызовы
      • Конфиденциальность и этика в AI
      • Обучение на небольших наборах данных
      • Безопасность и обмен данными
      • Прозрачный AI
      • Человеко-машинная команда
    • Методы
      • Обработка естественного языка
      • Справедливое машинное обучение
      • Глубокое зрение
      • Представление знаний и рассуждения
      • Робототехника и автономные агенты
    • Appl.AI События
      • Конференция Appl.AI 2021
      • Вебинар Appl.AI №1: Принятие решений правительством
      • Appl.Вебинар AI №2: Беспилотные автомобили
  • Оборона, Безопасность и Безопасность
    • Дорожные карты
      • Операции и человеческий фактор
      • Информационные и сенсорные системы
      • Национальная безопасность
      • Защита, боеприпасы и оружие
    • Группы экспертов
      • Интеллектуальная визуализация
      • Интеллектуальные автономные системы.
      • Акустика и сонар
      • Системы оружия
      • Взрывы, баллистика и защита
      • Химическая, биологическая, радиологическая и ядерная (CBRN) защита
      • Энергетические материалы
      • Человеческое поведение и организационные инновации
      • Сетевые организации
      • Инновации в обучении и производительности
      • Восприятие и когнитивные системы
      • Военные операции
      • Моделирование, симуляция и игры
      • Электронная защита
      • Радарные технологии
  • Энергетический переход
    • Дорожные карты
      • На пути к повсеместной солнечной энергии
      • На пути к крупномасштабному производству энергии ветра
      • На пути к широкой поддержке энергетического перехода
      • На пути к производящей энергию среде
      • На пути к CO2-нейтральным топливам и сырью
      • На пути к производству с нейтральным выбросом CO2
      • На пути к надежной, доступной и справедливой энергетической системе
      • Геологическая служба Нидерландов
    • Экспертиза
      • Консультативная группа по экономическим вопросам
      • Биомасса и энергоэффективность
      • Геоданные и ИТ
      • Геомоделирование
      • Теплопередача и динамика жидкости
      • Прикладные науки о Земле
      • Солнечная энергия
      • Солнечные технологии и приложения
      • Устойчивые процессы и энергетические системы
      • Энергия ветра
  • Промышленность
    • Дорожные карты
      • Гибкие продукты и продукты произвольной формы
      • Космическое и научное оборудование
      • Полупроводниковое оборудование
      • Устойчивая химическая промышленность
    • Группы экспертов
      • Holst Center
      • Космическая и системная инженерия
      • Оптика
      • Оптомехатроника
      • Нано-инструменты
      • Квантовая технология
      • Материалы Решения
      • Печать продуктов питания и фармацевтики
  • Здания, Инфраструктура и Морской
    • Дорожные карты
      • Здания и Инфраструктура
      • Морские и офшорные
    • Группы экспертов
      • Строительная физика и системы
      • Структурная надежность
      • Структурная динамика
  • Циркулярная экономика и окружающая среда
    • Дорожные карты
      • Циркулярная экономика
      • Окружающая среда и климат
    • Группы экспертов
      • Экологическое моделирование, зондирование и анализ
      • Климат, воздух и устойчивость
  • Здоровая жизнь
    • Дорожные карты

Робототехника и автономные системы | 01.org

Операционная система роботов (ROS) — это набор программных библиотек и инструментов, которые помогают создавать приложения для роботов. От драйверов до современных алгоритмов и мощных инструментов разработчика — в ROS есть все, что вам нужно для вашего следующего проекта робототехники. И все это с открытым исходным кодом.

С момента запуска ROS в 2007 году в сообществе робототехники и ROS многое изменилось. Цель проекта ROS 2 — адаптироваться к этим изменениям, используя преимущества ROS 1 и улучшая то, чего нет.Здесь есть полная статья о мотивации ROS 2. Проект Intel® Robotics с открытым исходным кодом применяет аппаратные и программные технологии Intel® к ROS и ROS2, обеспечивая искусственный интеллект и дополнительные возможности для приложений робототехники.

Проектов

Комплект для разработки роботов

Проект с открытым исходным кодом, который позволяет разработчикам легко и эффективно создавать, настраивать, оптимизировать и развертывать программный стек роботов на платформе Autonomous Mobile Robot (AMR), основанной на платформе Robot Operating System 2 (ROS2).В ближайшем будущем это будет расширено, чтобы добавить манипуляции с манипуляторами роботов. Ознакомьтесь с нашим кодом на github Robot DevKit и учебным пособием в руководстве Robot DevKit Tutorial.

Восприятие

Существует несколько пакетов, оптимизированных с использованием технологий Intel в области восприятия. От камеры 3D RealSense, механизма вывода OpenVINO с CPU / GPU / VPU / FPGA до отслеживания объектов и трехмерной локализации — пакеты восприятия улучшили производительность компьютерного зрения с помощью разнородных аппаратных платформ.

  • RealSense (ROS, ROS2) Пакеты ROS / ROS2 для камер Intel® RealSense ™ серии D400.

  • Movidius NCS (ROS, ROS2) Пакет ROS / ROS2 для обнаружения объектов с помощью Intel® Movidius ™ Neural Computing Stick (NCS).

  • OpenVINO (ROS, ROS2) Пакет ROS / ROS2 для Intel® Visual Inference and Neural Network Optimization Toolkit для разработки многоплатформенных решений компьютерного зрения.

  • Object Analytics (ROS, ROS2) Пакет ROS / ROS2 для обнаружения, отслеживания и локализации объектов в 2D / 3D.

Навигация

Робот 2D-навигация (ROS2) с предотвращением столкновений на основе карты. Это основная возможность для автоматического мобильного робота (AMR) найти оптимальный путь к месту назначения.

Манипуляции

Робот-манипулятор должен иметь возможность идентифицировать объекты, которыми нужно манипулировать, и спланировать лучший путь для приближения и захвата объекта. MoveIt — это популярные проекты с открытым исходным кодом для манипуляций с роботами, для которых мы добавили визуальные манипуляции и планировщик захвата на основе глубокого обучения.

  • Библиотека захвата (ROS2) Пакет ROS2 для анализа положения захвата, совместимый с интерфейсами захвата MoveIt.

  • Ручная калибровка глаза (скоро)

  • Примеры приложений MoveIt (скоро)

Примите участие

Вы можете найти все проекты github в проектах Intel ROS и Intel ROS2, получить исходный код, сообщить о проблемах и отправить запросы через отдельные проекты github, чтобы получить дополнительную поддержку и напрямую общаться с разработчиками.Мы приветствуем ваш вклад в код, присоединяйтесь к нам в качестве разработчика!

Автономный морской источник энергии не определено AcronymsAndSlang.com

ампер означает автономный морской источник энергии

Этот акроним / сленг обычно относится к категории неопределенных.


Какое сокращение от автономного морского источника энергии?

Автономный морской источник питания может быть сокращен до ампер

Самые популярные вопросы, которые люди ищут перед тем, как перейти на эту страницу

Q:
A:
Что означают усилители?
amps означает «Автономный морской источник энергии».
Q:
A:
Как сократить «автономный морской источник энергии»?
«Автономный морской источник энергии» может сокращаться до ампер.
Q:
A:
Что означает аббревиатура amps?
Аббревиатура «усилители» означает «автономный морской источник энергии».
Q:
A:
Что такое аббревиатура amps?
Одно из определений усилителя — «автономный морской источник энергии».
Q:
A:
Что означает ампер?
Аббревиатура amps означает «автономный морской источник энергии».
Q:
A:
Что такое сокращение от автономного морского источника энергии?
Наиболее распространенное сокращение от «Автономный морской источник энергии» — это усилители.
Вы также можете просмотреть аббревиатуры и акронимы, содержащие слово «усилитель».

Сокращения или сленг с аналогичным значением


Insights Robotics Industry Insights — наше автономное будущее с …

Таня М. Анандан, редактор
Ассоциация робототехники
Опубликовано 24.07.2014

Роботы расширяют наши горизонты за пределы заводского цеха.От роботов-пылесосов, устройств для извлечения бомб, экзоскелетов и дронов до роботов, используемых в хирургии, освоении космоса, сельском хозяйстве и строительстве, сервисные роботы составляют внушительное резюме. Тем не менее, мир сервисной робототехники по-прежнему остается в значительной степени неиспользованным кладезем возможностей.

По общему мнению, сервисная робототехника имеет огромный потенциал роста, и ей суждено в конечном итоге превзойти своего старшего брата, промышленную робототехнику. Многие сравнивают это явление с распространением персональных компьютеров в 1980-х годах.

Несмотря на значительный прогресс в технологиях, позволяющих роботам расширять наши сильные стороны и таланты, впереди еще много работы. Эксперты сходятся во мнении, что нам предстоит пройти долгий путь, прежде чем роботы станут вездесущими в нашей повседневной жизни.

Будущее сервисной робототехники заключается в исследованиях, проводимых сегодня в наших университетах, исследовательских институтах и ​​корпоративных научно-исследовательских лабораториях. Достижения в области алгоритмов, тактильных ощущений, мобильных манипуляций, гибридного срабатывания и мягкой робототехники приближают нас к конечной цели — истинной автономии.

Дома, в офисе и впервые на месте
Пожалуй, самым известным представителем сервисных роботов является корпорация iRobot из Бедфорда, штат Массачусетс. Благодаря своим роботам для домашней уборки (в первую очередь Roomba®), защите и безопасности, а теперь и телеприсутствию, iRobot предлагает широчайший спектр профессиональных и персональных сервисных роботов.

«Когда вы начинаете думать о будущем индустрии сервисной робототехники, в частности о системах, которые будут работать в более неструктурированных средах или в средах, тесно взаимодействующих с людьми, вы сталкиваетесь с некоторыми дополнительными проблемами или возможностями по сравнению с промышленными настройки автоматизации », — говорит д-р.Крис Джонс, директор по стратегическому развитию технологий iRobot.

«Будь то в больнице, в офисе или дома, вы столкнетесь с некоторыми новыми проблемами, учитывая динамичный характер этих сред, в которых люди не обязательно разбираются в роботах», — говорит Джонс. «Они могут даже не знать, что они собой представляют или что пытаются делать роботы. Вы должны тщательно спроектировать свои роботизированные системы, чтобы они были эффективными в таких средах ».

iRobot потратил много времени и энергии на мобильность, навигацию и манипуляции, и эти направления продолжают оставаться ключевыми областями развития.

Мобильная автономия? Вот!
Мобильный робот для видеоконференцсвязи iRobot Ava® 500 недавно дебютировал. Мы и раньше видели мобильное телеприсутствие, но в этой системе есть то, чего нет у других — автономность.

Оказавшись в среде людей, вы никогда не узнаете, с чем столкнетесь, поэтому этот робот должен уметь эффективно ощущать и ориентироваться во всем, что может быть брошено на него в такой офисной среде », — говорит Джонс .«Однажды в коридоре может оказаться куча коробок, по которым нужно перемещаться, а иногда коридор может быть полностью заблокирован. Ему необходимо признать, что он заблокирован, а затем найти другой способ добраться до пункта назначения ».

Будь то поездка по офису или производственному цеху, мобильный сотрудник найдет себе дорогу. Джонс описывает, как он самостоятельно маневрирует в своей среде, когда пользователи планируют время и место для видеоконференции.

«В это время Ava 500 поедет в это место. Человек входит в систему робота, и он оказывается именно там, где хочет. Когда они заканчивают встречу, они просто выходят из системы, и робот самостоятельно возвращается к своей зарядной станции и перезаряжается или переходит к месту следующей встречи. Эта автономная работа отличает нас в этой области ».

Экономичная навигация и восприятие
Одно из направлений развития iRobot — это экономичная навигация на основе технического зрения и использование обычных камер или датчиков изображения для навигации.Проблема заключается в том, что робот не только может «видеть» свое окружение, но также воспринимать, понимать и адаптироваться к ним.

«Допустим, у вас есть вымышленный мобильный робот с рукой, который может перемещаться по офисному зданию», — говорит Джонс. «Возможно, потребуется даже открывать и закрывать двери. Для этого он должен точно знать, что такое дверь. Он должен уметь воспринимать окружающую среду вокруг себя и говорить: ах, это дверь, а вот дверная ручка. Факторы окружающей среды, связанные с осознанием этой двери, будут более сложными.”

«Условия освещения могут постоянно меняться. Однажды вы могли видеть дверь, сквозь которую проникал яркий солнечный свет, а на следующий день может быть пасмурно, и эта дверь может выглядеть совсем иначе, чем на датчике изображения ».

«Мы считаем, что можем сделать гораздо больше, чтобы предоставить более ценное решение», — говорит Джонс. «Это будет очень важно, если вы собираетесь увидеть роботов, развернутых в большем количестве сред за пределами промышленных предприятий».

Он также считает, что манипуляция будет важной областью развития, и говорит, что мобильность создает дополнительные проблемы по сравнению с традиционными манипуляторами с фиксированным основанием, распространенными в промышленных условиях.

«Когда вы говорите о мобильных платформах с возможностью манипулирования, вы должны очень внимательно относиться к размеру и весу этого оружия», — говорит Джонс. «Тем не менее, вы все равно хотите иметь очень надежные возможности. Типы затрат, на которые мы будем ориентироваться, на два-три порядка меньше, чем современные. Существуют реальные проблемы при разработке высокопроизводительной системы манипулирования при значительно меньшей стоимости, чтобы сделать ее жизнеспособной для многих из этих приложений.”

Soft Robotics для соответствия
Джонс считает, что мягкая робототехника и совместимые руки и кисти будут играть важную роль в секторе услуг. Предшественником может стать мягкий, гибкий бот, который привлек внимание технических СМИ несколько лет назад.

ChemBot был продуктом финансируемых DARPA исследовательских работ по физическому соответствию, а iRobot внес большой вклад в эту программу. Дизайн ChemBot, ласково прозванный «капля», был основан на технологии перехода с помехами.

Это видео демонстрирует переход от заклинивания и показывает ChemBot в действии.

В нашей статье о будущем концевых эффекторов роботов был описан гениальный захват, в котором используется технология перехода с заклиниванием, чтобы захватывать все, от яиц до стеклянных плит. Исследователи из iRobot экспериментировали с захватом перехода от помех на своей линии роботов для защиты и безопасности PackBot®. Посмотрите видео.

Джонс говорит, что, хотя ChemBot больше не активен, а устройство захвата помех на PackBot было ранним исследованием, этот образ мышления все еще жив.

«В рамках программы DARPA ARM мы создаем руку с тремя пальцами, которая имеет физическую податливость, встроенную в костяшки пальцев», — говорит Джонс. «Эти пальцы будут пассивно сгибаться и отклоняться при каждом контакте с окружающей средой. Происхождение восходит к ChemBot ».

Это видео показывает, как ARM-H проходит через свои испытания и забивает хоумран.

Мобильные манипуляции
Разработка алгоритмов для управления мягкими мобильными системами манипулирования также будет играть важную роль в новых и разнообразных приложениях сервисных роботов.

Этот видеоколлаж представляет собой снимок различных исследовательских проектов в области мобильных манипуляций, осуществляемых по всему миру, а также различных роботов, ведущих этот путь.

iRobot в сотрудничестве с профессором Дмитрием Беренсоном из Вустерского политехнического института создали эксклюзивную программную среду для своего манипулятора PackBot. Это видео демонстрирует процесс.

«Такие люди, как Дмитрий, отлично работают над тем, как вы контролируете и планируете, когда говорите об использовании строго согласованных механизмов манипуляции», — говорит Джонс.«Это новая область. Он еще очень свежий, и Дмитрий — один из немногих, кто начинает изучать контроль и планирование с использованием таких механизмов ».

Планирование движения
Программные фреймворки, ориентированные на планирование движения, являются одной из питательных сред для большей степени автономии, жизненно важным элементом как профессиональной, так и персональной сервисной робототехники.

«Создать робота, который может выполнять полезные задачи в вашем доме, например убирать на кухне или в столовой, или помогать кому-то с ограниченными возможностями встать с кровати или в ванну, — значит взаимодействовать с миром.В этом случае нам необходимы серьезные исследования алгоритмов и интеллекта роботов », — говорит Дмитрий Беренсон, доцент кафедры компьютерных наук и робототехники Вустерского политехнического института (WPI) в Массачусетсе.

«Не будет полезного домашнего робота, который манипулирует окружающей средой, пока у вас не будет больше интеллектуальных способностей», — говорит он. «Вот где мы активно проводим исследования».

Член ассоциации робототехники, WPI — первая школа, получившая степень бакалавра в области робототехники, а также магистерские и докторские программы по этой дисциплине.Профессор Беренсон возглавляет лабораторию автономного взаимодействия роботов (ARC), которая занимается исследованиями в области взаимодействия человека и робота, машинного обучения и планирования манипуляций.

Проблема или возможность, по словам Беренсона, заключается в том, что, в частности, в секторе робототехники для персональных услуг среда неструктурирована и постоянно меняется. Робот должен уметь адаптироваться к окружающей среде и поставленной задаче.

«Мы хотим, чтобы роботы были достаточно умными, чтобы работать с нами и взаимодействовать с окружающей средой в качестве сотрудников», — говорит Беренсон.«Два самых больших проекта, над которыми мы работаем прямо сейчас, — это сотрудничество на заводе и сотрудничество в более автономной области, где человек просто говорит, что мне нужно, чтобы вы управляли такими объектами, а теперь иди и сделай это».

«Наша цель — создать роботов, которые могут взаимодействовать с людьми в их среде как можно более автономно», — поясняет Беренсон. «Это означает, что робот должен понимать, что делает человек. Они должны понимать это на двух уровнях.Первый уровень — это «что», а второй — «как». «Что» — это то, чего вы пытаетесь достичь. Почему вы взяли эту штуку? Ну, это потому, что я знаю, что эта штука входит в этот слот, и это часть плана сборки. Уровень «как» — это то, как вы на самом деле это делаете ».

В нашей недавней статье о совместных роботах мы рассказали об исследованиях, проводимых в Массачусетском технологическом институте, где группа интерактивной робототехники профессора Джули Шах изучает то, «что» упомянул Беренсон.Это часть планирования задач в сотрудничестве человека и робота или причина выполнения определенных движений и их правильная последовательность. Между тем, Беренсон сосредоточен на том, «как» или на стороне планирования движения.

«Уровень как на самом деле очень тонкий. Это связано с тем, как человек двигается », — объясняет Беренсон. «Просто глядя на то, как движется человек, мы можем сделать вывод, как он выполняет определенную задачу. Вы собираетесь поднять это так или иначе? Вы собираетесь вот так передвигать предмет по столу или собираетесь поднять его и вот так поставить на место? Мы хотим как можно быстрее понять, как люди это делают, чтобы робот мог выполнять дополнительные действия таким образом, чтобы это было эффективно и безопасно для человека.”

Беренсон говорит, что изучают ли они взаимодействие человека и робота на заводе или в менее структурированной домашней среде.

«Я могу сделать робота, который войдет в вашу кухню и загрузит посудомоечную машину, или я могу сделать робота, который войдет на склад и упаковывает чашки в коробки. Для нас это не имеет значения. Он использует точно такой же код. Ключевое умение — то, что он умеет собирать чашки. Это очень характерно для чашки, но в целом она знает, как манипулировать объектами в мире.Если он может это делать, то он может выполнять множество приложений общего назначения ».

«Мы предлагаем эти фундаментальные методы — алгоритмы, которые позволяют решать все эти задачи. Приложения — это производство, бытовые сервисные роботы, и я думаю, что когда-нибудь мы сможем автоматизировать некоторые части хирургии ».

Сила алгоритмов
Алгоритмы — это область знаний Беренсона. Они наделяют роботов интеллектом и являются пошаговыми путями к большей автономии.

«Мы фокусируемся на алгоритмах планирования движения, способе создания движения для интеллектуального робота.Робот не просто воспроизводит последовательность движений (как в повторяющейся промышленной задаче), и не просто реагирует на то, что вы толкаете его, сдвигаясь в одну сторону (некоторые коллаборативные роботы способны на это).

«Робот на самом деле говорит:« Хорошо, вот эта чашка на столе, мне нужно вычислить целую последовательность движений, как я тянусь за этой чашкой, как я поднимаю ее и куда кладу », — говорит он. «Мне нужно убедиться, что движение будет безопасным, что оно не займет слишком много времени и что оно подчиняется всем ограничениям.Например, если в чашке есть вода, я хочу переместить ее, чтобы вода не вылилась ».

Задача может быть еще более открытой, предлагает Беренсон, например, вынуть что-нибудь из холодильника, что может потребовать перемещения вещей в сторону.

«Нет никакого руководства или последовательности шагов. Вы должны посмотреть на холодильник, подумать, как вы собираетесь достать оттуда этот предмет, и на месте придумать план. Люди очень хорошо это делают, но для робота это очень сложная задача.Нам нужно создать алгоритмы, чтобы запрограммировать все эти способности ».

Принять вызовы
Один из алгоритмов Беренсона постоянно играет роль в конкурсе DARPA Robotics Challenge (DRC). Алгоритм ограниченного двунаправленного быстро исследуемого случайного дерева (CBiRRT) был разработан во время докторской работы Беренсона в Университете Карнеги-Меллона (CMU) и использовался на роботе DRC-Hubo, который участвовал в испытаниях DRC в декабре прошлого года. Беренсон теперь является членом команды WPI-CMU, которая будет участвовать в финале DRC в июне 2015 года.

На этом видео показан алгоритм, работающий на роботе DRC-Hubo, позволяющий ему автономно вращать колесо клапана, что является одной из задач в DRC.

«Это своего рода универсальный алгоритм для планирования движения роботизированных рук и гуманоидов», — объясняет Беренсон. «Допустим, у вас есть робот в определенном положении, и ему нужно дотянуться до объекта, развернуться или взять коробку. Алгоритм будет генерировать движение для робота ».

«Сложность в том, что эти задачи требуют от вас учета ограничений на ваше движение.Представьте, что когда вы берете коробку, если она действительно тяжелая, вы поднимаете ее иначе, чем если бы она была легкой. С тяжелым ящиком вам нужно больше внимания уделять центру тяжести. Этот алгоритм позволяет вам создавать движение, которое подчиняется ограничениям, таким как баланс и кинематика замкнутой цепи ».

В этом видео показан один из алгоритмов Беренсона, работающий на гуманоидном роботе, укладывающем ящики, среди других приложений, в которых ограничения позы робота играют ключевую роль.

Алгоритмы, созданные Беренсоном и его командой ARC Lab, находятся в свободном доступе в Интернете на его странице Github.В то время как Беренсон говорит, что программное обеспечение с открытым исходным кодом в основном используется в контексте исследований, алгоритмы нашли применение в некоторых собственных промышленных проектах.

Беренсон говорит, что его алгоритму CBiRRT все равно, на какой роботизированной руке он работает. «Он работал со всем, от руки с шестью степенями свободы до робота-гуманоида с 28 степенями свободы».

Он говорит, что ядром кода поворота клапана DRC был алгоритм CBiRRT. «Большинство вещей, которые вы видите в вызове DARPA, очень сильно дистанционно управляются.Каждым движением робота руководил человек. Наш подход заключался в использовании большей автономии, что является нашим исследовательским направлением ».

«Команда DRC-Hubo сделала это так, что мы определяем местонахождение клапана в мире, а затем сообщаем роботу, где он находится», — говорит Беренсон. «Затем робот самостоятельно планирует последовательность движений для поворота клапана».

Это видео показывает краткое изложение работы ARC Lab в части испытаний клапанов DRC в декабре. Он включает в себя фактические кадры с события и тестовые прогоны алгоритма CBiRRT на гуманоидных роботах DRC-Hubo, PR2 и Hubo2.

«Поскольку мы создаем такие фундаментальные алгоритмы, неважно, реагирует ли это на стихийные бедствия, помогает ли вам на кухне или упаковывает коробки на фабрике, это фундаментальная возможность автономного управления объектами в мире, что очень важно», — говорит Беренсон. «Вот почему я вообще хотел участвовать в ДРК».

Автономный непрерывный режим
Так как же далеко до настоящей автономии? Беренсон говорит, что большой скачок должен произойти со стороны программного обеспечения.Он чувствует, что его алгоритмы работают в правильном месте.

«Есть еще кое-что, что придется делать с помощью оборудования», — говорит он. «Роботы должны стать дешевле, легче (вы же не хотите, чтобы робот весом 300 фунтов упал на вас) и мягче на случай непреднамеренного контакта. Но даже если вы дадите мне один из них завтра, нам все равно придется изучить, как заставить его выполнять полезные задачи ».

«Я рассматриваю это скорее как континуум. Я думаю, это будет очень похоже на развитие мобильных телефонов.Он не превратился из неуклюжих старых телефонов в iPhone в одночасье. Думаю, с роботами будет то же самое ».

Этот континуум простирается до кончиков наших пальцев, или, лучше сказать, пальцев робота. Тактильные технологии позволяют нам ориентироваться в среде робота.

Feeling Haptic Technology
Haptics дает роботам чувство осязания и выводит сервисных роботов на новые глубины и далекие уголки нашего мира.

Франсуа Конти — приглашенный лектор в Стэнфордском университете в лаборатории искусственного интеллекта, которая продолжает оставаться центром исследований тактильных ощущений в Кремниевой долине.Он преподает курс экспериментальной тактильной чувствительности у профессора Кеннета Солсбери, известного исследователя в области тактильных ощущений и медицинской робототехники в Стэнфорде.

«Обе области (робототехника и тактильная техника) имеют много общих аспектов и на данный момент становятся действительно одной областью», — говорит Конти. Он объясняет, как работают трехмерные тактильные устройства.

«Это все равно что держать компьютерную мышь, но эти устройства можно перемещать в любую точку трехмерного пространства. Есть механизмы и моторы, которые создают силы на конце, где вы держите устройство.Теперь представьте курсор на вашем экране в трехмерной среде, где перед вами находится объект. Когда вы перемещаете курсор к объекту, теперь вы действительно можете чувствовать форму, контуры и текстуры ».

Тактильные ощущения в операционной и на орбите
Конти также является соучредителем Force Dimension, разработчика и производителя тактильных устройств в Ньоне, Швейцария. Он говорит, что его компания разработала первое коммерческое тактильное устройство, одобренное для клинического использования в операционной.

«Сегодня в кардиохирургии используются роботизированные катетеры, которые позволяют проникать внутрь сердца и выполнять процедуры с помощью этого тактильного устройства», — говорит он. «Вы действительно можете почувствовать ограничения рабочего места внутри сердца».

Это видео из новостного ролика британского телевидения показывает, как гаптическое устройство используется для управления роботизированной катетерной системой для абляции фибрилляции предсердий.

Первый тактильный интерфейс

Force Dimension был детищем Конти и трех других магистрантов Швейцарского федерального технологического института в Лозанне, Швейцария.

«Люди посещали лабораторию, мы проводили демонстрации, а посетители пробовали технологию», — говорит Конти. «Внезапно кто-то спросил, могут ли они его купить».

Конти говорит, что сначала он и его коллеги не восприняли это предложение всерьез. Затем, через неделю, когда заинтересованная сторона спросила, как скоро будет доставка, они поняли, что кое-что нашли.

«Мы запустили компанию, продавая наши тактильные устройства университетам и исследовательским институтам», — говорит Конти.

Был 2001 год.Все четверо основателей начинали учиться в докторантуре и теперь запускали новый стартап.

Конти впервые ступил на кампус Стэнфорда в рамках специального проекта во время своей магистерской программы в Швейцарии. Его пригласил профессор Усама Хатиб, другой известный исследователь из Стэнфорда, занимающийся проектированием роботов, удобных для человека, планированием и контролем движений, а также тактильным взаимодействием. Теперь Конти вернулся в Калифорнию, чтобы получить докторскую степень, с профессорами Солсбери и Хатибом в качестве его научных консультантов.

«Я жил гибридной жизнью, работая над исследованиями и одновременно управляя этой компанией», — говорит Конти. «Пребывание в Кремниевой долине было невероятным опытом, потому что там очень много компаний, работающих в самых разных областях. Я начинаю работать с некоторыми медицинскими компаниями, и мы начали интегрировать наши тактильные устройства в различные медицинские продукты ».

Помимо медицинской робототехники, тактильные устройства используются в аэрокосмической отрасли (как показано в видеоролике на этом сайте), фармацевтической промышленности и индустрии развлечений.Конти говорит, что менее дорогие версии были разработаны для компьютерных игровых платформ, таких как контроллер Novint Falcon.

По мере того как его компания процветала и он получил степень доктора философии, Конти поддерживал связь со Стэнфордом через класс тактильных ощущений, который он преподает вместе с Солсбери один раз в год.

Фреймворк Haptics с открытым исходным кодом
Ответвление этого годового курса — это набор библиотек тактильной визуализации с открытым исходным кодом, написанных на C ++, которые Conti помогала разрабатывать. Программный набор называется CHAI 3D, что произносится как чай.

«Нам требовалось программное обеспечение, которое могло бы взаимодействовать с различными тактильными устройствами и даже взаимодействовать с виртуальной системой, которую студенты могли бы отлаживать дома, если бы у них не было собственного устройства», — говорит Конти. «В какой-то момент мы сказали, что давайте выложим все это в Интернет. Люди используют его по всему миру. Каждый год мы расширяли его, выпуская новую версию ».

Репозитории с открытым исходным кодом, такие как CHAI 3D и библиотека алгоритмов ARC Lab, придают совершенно новое значение совместной робототехнике.

«Hansen Medical (производитель системы роботизированных катетеров, о которой говорилось в предыдущем ролике) была одной из первых компаний, с которыми я работал, когда мы создавали наше первое устройство», — говорит Конти.«В их систему интегрирован CHAI 3D. Различные медицинские компании приняли робототехнику и просто адаптируют ее к своим потребностям ».

Тактильные ощущения в разной степени
Так же, как и роботы, тактильные устройства бывают разной степени свободы. Одно из самых простых устройств — трехмерное тактильное устройство, то есть вы можете перемещать его в пространстве по трем осям. Это позволяет только позиционировать объект.

«Если вы хотите обеспечить ориентацию, например переместить объект в положение, но отрегулировать угол, это потребует дополнительных степеней свободы», — поясняет Конти.«Для этого требуются дополнительные механические детали, которые позволили бы вам создавать силы не только в пространстве по осям x, y и z, но также вращающие силы и поступательные силы. Вы также можете добавить захват для возможностей захвата ».

«Таким образом, вы собираете все эти компоненты вместе и получаете устройство, подобное нашему sigma.7, которое предлагает семь степеней свободы», — говорит Конти. «У вас есть три для перевода, три для вращения и один для захвата. Благодаря семи степеням свободы вы можете выполнять практически любую задачу в этот момент, и именно это используется для управления самыми продвинутыми типами роботов.”

Полуавтономный режим
Хирургическая робототехника была одной из первых в секторе профессиональной робототехники. Как отмечали другие, в робототехнике для личного обслуживания, где среда менее структурирована, становится все сложнее. Конти объясняет, как тактильные ощущения помогают преодолеть разрыв до тех пор, пока полная автономия не станет реальностью.

«Когда вы вводите роботов в сферу медицины, это очень хорошо контролируемая среда. Этими роботами управляет врач или хирург. Роботы не автономны.”

«В (персональной) сервисной робототехнике мы пытаемся сделать роботов как можно более автономными, — говорит Конти. «Как только вы выходите из контролируемой среды, вы добавляете много неопределенностей. Сегодняшние алгоритмы остаются ограниченными, и поэтому многие из этих роботизированных приложений по-прежнему ограничены лабораториями или внутри компаний, где они могут контролировать все неопределенности ».

«Искусственного интеллекта пока нет. Пока в искусственном интеллекте не произойдет действительно больших прорывов, пройдет некоторое время, прежде чем мы увидим роботов, бегающих по улицам.”

В Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта исследователи работают с роботами-гуманоидами, такими как PR2 из Willow Garage и Honda ASIMO, чтобы экспериментировать с различными сценариями обслуживания. Вы можете вспомнить знаменитый кофейный пробег PR2. Вот видео на тот случай, если вы его пропустили, а в этой статье хорошо заметны некоторые технологии, лежащие в основе демонстрации.

Под водой и выше
Возможно, более практичным и доступным, чем робот, заменяющий стажера для следующего приготовления латте, является полуавтономный манипулятор, исследующий глубины наших водных путей.Исследовательский исследовательский центр Red Sea Robotics Research Exploratorium — это постоянный проект Стэнфордского университета в сотрудничестве с Университетом науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST).

«В настоящее время мы разрабатываем подводного робота в партнерстве с компанией Meka Robotics, недавно приобретенной Google, чтобы он мог погружаться под воду и выполнять прекрасные, ловкие задачи для биологов», — объясняет Конти. «Мы создаем подводного робота-гуманоида, у которого есть две руки, и мы управляем им с помощью двух тактильных устройств. Вы смотрите на огромный экран в 3D-очках и теперь управляете руками этого робота, как будто находитесь под водой.”

«Вы можете чувствовать окружающую среду и взаимодействовать с ней», — говорит Конти. «Таким образом, вы действительно можете контролировать то, что находится в удаленном месте. У нас могут быть роботы, работающие в шахтах, в опасных районах, таких как Фукусима, или на вулкане. Может быть, в роботе есть какие-то местные данные, но на самом деле информация будет исходить от оператора ».

Haptics также обеспечивает обратную связь по усилию в промышленных приложениях. Конти описывает пример.

«В больших литейных цехах, где вы создаете огромные металлические детали, например, для строительства мостов или кораблей, вы в основном создаете форму из песка и заливаете горячий металл, чтобы сделать отливку.Как только вы отделите форму, деталь будет далека от совершенства. Есть много дефектов поверхности, которые необходимо сгладить. Но эти детали огромны и могут весить от 20 до 50 тонн ».

Конти и его швейцарские коллеги воспользовались своим опытом в области хирургических тактильных ощущений и просто масштабировали его для литейного производства.

«Вы сидите за стеклянным окном и держите одно из этих тактильных устройств, но вместо того, чтобы управлять хирургическим инструментом, вы управляете этим гигантским роботом с помощью мощного фрезерного станка в конце», — объясняет Конти.«Итак, вы используете фрезерный станок, чтобы очистить деталь, и в то же время вы чувствуете силы через робота. Вы чувствуете силы, которые иногда достигают тысячи фунтов, но вы уменьшаете их до человеческого масштаба. Теперь по 8 часов в день они используют эти устройства на литейных заводах для работы над этими действительно тяжелыми деталями ».

Конти говорит, что когда он впервые представил демонстрацию этого приложения на отраслевой конференции в прошлом году, аудитория была поражена.

«Для некоторых это была научная фантастика — управлять этим гигантским роботом и чувствовать, к чему он прикасается.Но для нас это было довольно просто из роботизированной хирургии ».

Гибридный привод
Еще одна область разработок, призванная существенно повлиять на промышленную и сервисную робототехнику, — это новые гибридные приводы. Мы коснулись этого в прошлой статье о коллаборативных роботах, где рассказали об исследованиях, проводимых с помощью программы SAPHARI и срабатывания с регулируемым импедансом. Исследователи из Стэнфорда также изучают альтернативные формы срабатывания и алгоритмы управления ими, чтобы не только сделать роботов более безопасными для людей, но и более энергоэффективными.

«Гибридное срабатывание — этот термин часто встречается в робототехнике», — говорит Конти. «Это одна из технологий, которые интегрируются в наше следующее поколение тактильных устройств».

Он описывает преимущества последовательного срабатывания упругого тормоза.

«Электродвигатели в первую очередь предназначены для вращения. Вы включаете фен или миксер, и моторы вращаются очень быстро, вырабатывая механическую энергию. Но роботы не всегда двигаются очень быстро.Такие ситуации возникают, например, когда робот держит тяжелый груз. Поскольку через двигатели протекают большие токи, вызывающие высокие статические силы, вся электрическая энергия вместо этого преобразуется в тепло ».

«Используя небольшие тормоза, пружины и небольшие двигатели, мы можем производить приводы, которые объединяют эти различные технологии для создания гораздо более высоких сил при гораздо меньшем потреблении энергии», — поясняет Конти. «Мы также можем сделать эти устройства более компактными, чтобы при перемещении тактильных устройств они казались намного легче.В робототехнике у нас та же проблема. Мы хотим создавать эти силы и движение более эффективными способами, но это не требует так много энергии. Именно здесь вступает в игру гибридное срабатывание, и мы изучаем различные способы создания этих сил ».

Это та же идея, что и в серии упругих приводов кобота Rethink Robotics. Гибкость в суставах Baxter обусловлена ​​пружиной SEA.

«Вы создаете робота, который будет работать в условиях повышенной неопределенности», — говорит Конти.«У вас не может быть очень жесткого робота без какой-либо способности воспринимать силу. Вам нужен робот, который может чувствовать окружающую среду и подчиняться ей. Вот на что способен этот робот Rethink. Именно здесь и возникло гибридное срабатывание, потому что теперь у этих роботов появилась возможность, наконец, управлять силами ».

«Вот почему я говорю, что робототехника сливается с хептикой. Теперь роботы — это машины, которые могут ощущать окружающую среду ».

Технологии, позволяющие роботам воспринимать окружающую среду, управлять ею и чувствовать, ведут к большей автономии.Нигде этот скачок не будет ощущаться так глубоко, как люди с острыми и хроническими физическими недостатками, надеющиеся вести более независимую жизнь.

Вспомогательная и реабилитационная робототехника
Одним из ведущих исследователей в области вспомогательной и реабилитационной робототехники является доктор Рори Купер, директор-основатель Исследовательских лабораторий в области инженерии человека (HERL), Центра передовых исследований и разработок в области реабилитации VA в партнерстве с Питтсбургским университетом в Пенсильвании.Он также является заслуженным профессором факультета реабилитационных наук и технологий университета и профессором биоинженерии, машиностроения, физической медицины и реабилитации, а также ортопедической хирургии.

Купер недавно был удостоен высшей награды в индустрии робототехники, премии Engelberger Robotics Award, за его карьерный вклад в эту область.

Купер, ветеран армии США с травмой спинного мозга, не понаслышке знает, насколько важны достижения в области вспомогательных технологий для инвалидов-колясочников.Он посвятил свое время, таланты и уникальное видение развитию технологий, которые не только позволяют роботам достигать высокого уровня автономии, но, что более важно, позволяют людям вести более автономную мобильную жизнь.

Это видео, снятое местной телевизионной станцией, представляет собой обзор исследований HERL.

Купер, получивший докторскую степень в области электротехники и вычислительной техники в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, говорит, что робототехника — это то место, где появятся многие из будущих прорывов в вспомогательных технологиях.«Интеллектуальные системы и устройства в конечном итоге смогут позволить людям с ограниченными возможностями выполнять или, по крайней мере, управлять многими повседневными задачами самостоятельно».

Он говорит, что HERL стала участвовать в разработке алгоритмов для улучшения управления электрическими инвалидными колясками (EPW) вскоре после того, как стали доступны цифровые контроллеры.

«Наша работа направлена ​​на то, чтобы позволить как можно большему количеству людей иметь независимую мобильность», — говорит Купер. «HERL внесла свой вклад в такие достижения, как ось смещения для интерфейсов, виртуальные шаблоны, суперквадратичные шаблоны, управление усилением памяти, оценка вождения в виртуальной реальности и настройка параметров управления.Эти инструменты встроены во многие контроллеры EPW, используемые во всем мире ».

Дополнительные усовершенствования включают колесо SMARTWheel, которое измеряет и передает ключевые биомеханические параметры движения кресла-коляски. Он используется лабораториями по всему миру для оптимизации мобильности и снижения эргономических барьеров. Virtual Seating Coach использует машинное обучение и адаптацию, чтобы помочь людям, которым грозит дальнейшая травма из-за их неспособности правильно позиционировать себя.

В стадии разработки находится кресло-коляска PerMMA с электроприводом (на фото), которая имеет 32 степени свободы и использует ручки JACO от Kinova, установленные на специальной тележке и гусенице конструкции HERL.PerMMA, или Personal Mobility and Manipulation Appliance, использует операционную систему с открытым исходным кодом ROS и ОС реального времени для интеграции возможностей Интернета вещей в устройство.

«Мы находимся в процессе завершения установки третьего поколения», — говорит Купер. «У него есть система технического зрения. Он может «видеть» объекты и планировать путь ».

Автономия за независимость
Вы могли заметить, что исследователь в униформе управляет тактильным устройством на заднем плане.

«Один из вариантов — обеспечить удаленное управление, чтобы у вас был удаленный помощник по уходу или помощник, и это способ преодолеть некоторые барьеры автономии», — объясняет Купер. «Существует так много степеней свободы. Может быть более эффективным просто позвонить другу, чтобы тот помог с манипуляциями с устройством ».

«Еще одна вещь, над которой мы действительно работаем, — это концепция скользящей автономности, — говорит Купер. «Когда пользователь хочет выполнить задачу самостоятельно, где он направляет все шаги задачи, а когда они хотят, чтобы робот работал автономно? И где вы находитесь между ними? Наша цель — сделать систему достаточно открытой, чтобы пользователь мог принимать это решение в каждом конкретном случае.”

«Одно дело — делать это в лаборатории. Другое дело — делать это в реальном мире. И, конечно же, самая большая проблема — это автономность ».

Побочным продуктом исследования PerMMA является MeBot, или роботизированная инвалидная коляска с улучшенной мобильностью. Разработанный для беспрепятственного движения по широкому спектру внутренних и наружных ландшафтов, MeBot поднимается и спускается по 8-дюймовым бордюрам, самовыравнивает сиденье на склонах и пересекает мягкую местность (песок, гравий, трава). Лабораторный прототип третьего поколения ожидается в августе 2014 года.

Купер говорит, что процесс разработки требует времени. «Мы пытаемся создать робота, в котором люди будут сидеть и использовать 16 часов в день, 365 дней в году, до 5 лет в любой среде, и с бюджетом, значительно меньшим, чем у НАСА, отправляющего что-то на Марс. ”

«Идеальным продуктом была бы комбинация MeBot и PerMMA», — говорит Купер. «Он мог пойти куда угодно и чем угодно манипулировать. Моя долгосрочная цель — пойти куда угодно, куда может пойти кто угодно, и делать все, что может сделать кто угодно, и делать это за то же время.”

С тех пор, как более 30 лет назад он был парализован в результате велосипедной аварии, он мечтал разработать более маневренную инвалидную коляску. Не только Купер принимает это видение на свой счет. Он говорит, что многие из студентов и исследователей, с которыми он работает в HERL, также являются инвалидами с их собственным стремлением к большей независимости и лучшему качеству жизни.

Это видео, в котором рассказывается о продолжающейся разработке роботизированной платформы PerMMA, было снято некоторыми из этих студентов.

Для этих исследователей автономия не может произойти достаточно быстро.

Первоначально опубликовано РИА на сайте www.robotics.org 24.07.2014.

Power Automate, лучшее руководство пользователя №1

Power Automate великолепен, но нужна ли вам помощь? На этих страницах вы найдете множество примеров и руководств.

Фон Power Automate

На этой странице вы найдете множество ссылок на полезные сообщения, связанные с Power Automate.Power Automate раньше назывался Microsoft Flow, поэтому вы можете найти статьи, все еще использующие старое имя.

Поскольку я писал много сообщений о потоке, многие из этих ссылок помогут вам найти более старые сообщения. Я с радостью включу любые ссылки на другие сообщения других авторов. Если вы обнаружите что-то, чего действительно нельзя пропустить на этой странице, свяжитесь со мной, и я добавлю хорошие статьи.

Любые статьи, которые могут помочь другим, я с радостью включу. Теперь вам нужно предложить больше статей.

Раздел «Начало работы» этого руководства пользователя Power Automate полон сообщений и ссылок, которые помогут вам начать работу.

Если вы новичок в мире разработки потоков или если вы более продвинуты, то это будет место для начала.

После того, как вы начали, вы, возможно, захотите взглянуть на различные типы потоков в Power Automate. Важно понимать, как начинается ваш поток и что это значит для ваших потоков.

На этих страницах содержится много информации о запуске потоков с использованием шагов триггера.

Триггеры запускают каждый поток. Так что, если вы хотите начать работу с потоками, лучше сначала сделайте первый шаг.

Если вы хотите узнать больше о соединителях или хотите создать свои собственные соединители, то этот раздел для вас.

Одним из соединителей в Power Automate является соединитель SharePoint. Многие сообщения в этом разделе помогут вам со всеми видами проблем, с которыми вы можете столкнуться.

Другие разъемы, на которые я обращал внимание:

  • Project online
  • Excel
  • Утверждения
  • Parseur
  • Power Apps
  • SQL Azure
  • Flic
  • Common Data Services
  • Twitter
  • Outlook
  • И многое другое

с более чем 9000 В Power Platform практически невозможно угнаться за всеми изменениями.Вы хотите знать о появлении новых подключений? тогда, пожалуйста, подпишитесь на меня в твиттере. Я отправляю твиты, как только приходят новые разъемы.

Готовы ли вы разработать свои собственные соединители? Или вы просто хотите понять, как работают настраиваемые соединители? Тогда эта часть руководства пользователя Power Automate для вас.

6. Подключения

У вас проблемы с разрывом соединения? тогда этот пост может быть вам полезен.

Обрыв соединения в Microsoft Flow.

Этот раздел посвящен некоторым шаблонам, которые я разработал с течением времени. Шаблоны включают:

  • Попробуйте поймать в силе автоматизировать
  • Метод Питера (необходимо улучшение производительности для потоков)
  • Конечный автомат в потоках

8. Переход на Flow

Если вы хотите перейти с SharePoint Designer на Power Automate, этот пост поможет вам. Недавно Microsoft удалила рабочие процессы SharePoint Designer 2010 в SharePoint Online, поэтому, если вы обнаружите, что ваши рабочие процессы больше не выполняются, эти публикации могут помочь вам перейти на Power Automate.

Функции и выражения очень важны в Power Automate. Этот раздел поможет вам их освоить. Многие из доступных функций могут вызвать у вас чувство «ах, мне это нужно было давно». Время от времени проверять доступные функции — хорошая идея.

Дизайнер или студия Power Automate постоянно меняются. Добавляются новые функции, и есть все, что нужно узнать. В этом разделе я пытаюсь держать вас в курсе всего.

11. Потоки бизнес-процессов

Вы начали использовать потоки бизнес-процессов? В этом посте я сделал первый обзор системы BPF.

Как вы отслеживаете все свои потоки? В этом разделе руководства вы найдете много сообщений о том, как управлять своими потоками.

Это может быть как развертывание ваших потоков из одной среды в другую, так и массовые операции над потоками. Не все доступные варианты всегда легко найти.

13. Лицензирование

Лицензирование и Power Platform — сложная тема. Приведенные ниже сообщения могут быть немного устаревшими, поскольку лицензирование сильно изменилось.

Microsoft Flow — бесплатно, лицензии P1 или P2?

Microsoft Flow — у вас есть план?

Часто проблемы с лицензированием возникают после покупки лицензий на Office 365 и непосредственно перед серьезной проблемой, требующей дополнительных функций. непредвиденные расходы могут увеличиться довольно быстро.Нужен какой-нибудь совет? Не стесняйтесь связаться со мной.

14. Инструменты

В этом разделе этого руководства я описываю некоторые сторонние инструменты, которые вы, возможно, захотите использовать при разработке потоков. Если у вас есть другие инструменты, которые следует включить, свяжитесь со мной, и я тоже добавлю ваши предложения.

Go Pro с Microsoft Flow и Flow Studio — часть 2

Закладки Flow-tastic с использованием расширения Chrome и Microsoft Flow

Это раздел руководства пользователя, в котором содержится мое мнение о многих функциях Power Automate.

Я очень хочу поделиться своим мнением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *