Из тепла электричество своими руками: Электричество от печки своими руками – Tokzamer

Содержание

Термоэлектрический генератор своими руками: видео, фото, инструкция

Популярные схемы на lm358

Существуют различные устройства, собранные на LM358 N , выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерений различных сигналов, усилитель термопары LM358, сравнивающие схемы, аналого-цифровые преобразователи и прочее.

Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения

Это самые популярные типы схем подключения, применяемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя

выходное напряжения будет равно произведению входного на пропорциональный коэффициент усиления, сформированный отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.

Схема источника опорного напряжения пользуется высокой популярностью благодаря своим высоким практическим характеристикам и стабильности работы в различных режимах. Схема отлично удерживает необходимый уровень выходного напряжения. Она получила применение для построения надежных и высококачественных источников питания, аналоговых преобразователей сигналов, в устройствах измерения различных физических величин.

Одной из самых качественных схем синусоидальных генераторов является устройство на мосте Вина

При корректном подборе компонентов генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности

При этом сигнал является стабильным и высококачественным.

Усилитель

Основным применением микросхемы LM358 являются усилители и различная усилительная аппаратура. Что обеспечивается за счет особенностей включения, выбора прочих компонентов. Такая схема применяется, например, для реализации усилителя термопары.

Усилитель термопары на LM358

Очень часто в жизни радиолюбителя требуется осуществлять контроль температуры каких-либо устройств. Например, на жале паяльника

. Обычным градусником это не сделаешь, тем более, когда необходимо изготовить автоматическую схему регулирования. Для этого можно использоваться ОУ LM 358. Эта микросхема имеется малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому она активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, прочих в устройствах.

Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 о С с достаточно высокой точностью до 0,02 о С. Термопара изготовлена из сплава на основе никеля: хромаля, алюмеля. Второй тип металла имеет более светлый цвет и меньше подвержен к намагничиванию, хромаль темнее, магнитится лучше. К особенностям схемы стоит отнести наличие кремниевого диода, который должен быть размещен как можно ближе к термопаре. Термоэлектрическая пара хромаль-алюмель при нагреве становится дополнительным источником ЭДС, что может внести существенные коррективы на основные измерения.

Простая схема регулятора тока

Схема включает кремниевый диод

. Напряжения перехода с него используется как источник опорного сигнала, поступающий через ограничивающий резистор на неинвертирующий вход микросхемы. Для регулировки тока стабилизации схемы использован дополнительный резистор, подключенный к отрицательному выводу источника питания, к неивертирующему входу МС.

Схема состоит из нескольких компонентов:

  • Резистора, подпирающего ОУ минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
  • Резистивного делителя напряжения, состоящего из 3 сопротивлений с диодом, выступающего источником опорного напряжения.

Резистор номиналом 82 кОм подключен к минусу источника и положительному входу МС. Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода в прямом включении. После чего ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором , эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МС, образовав отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выступает измерительным шунтом. Опорное напряжение формируется при помощи делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.

В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74мА при входном напряжении 5В. А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменился не более, чем на 10%.

Устройство конвекторной системы

Одним из популярных способов обустроить отопление частного дома электричеством можно считать применение конвекторов, приборов, использующих в своей работе воздушную конвекцию.

Устройство и принцип работы конвектора

В металлический корпус отопительного прибора встроены управляемые термостатом нагревательные элементы ТЭНы. Каждый из них представляет собой помещенный в керамическую оболочку проводник высокого сопротивления, герметично запаянный в алюминиевый или стальной корпус. Такая конструкция устройства позволяет увеличить площадь взаимодействия с воздухом и эффективно осуществлять его нагрев. Рабочая температура нагревательных элементов варьируется от 100 до 60С.

Конвекторы зависимы от подачи электричества, что заставляет их владельцев задуматься о наличии альтернативного варианта отопительной системы на случай аварии

После включения конвектора начинается разогрев ТЭНов. Согласно физическим законам, остывший воздух опускается вниз. Здесь он попадает сквозь нижнюю решетку внутрь конструкции и проходит через нагревательные элементы, постепенно разогреваясь и поднимаясь вверх. Там он постепенно остывает и снова опускается вниз. Процесс многократно повторяется, позволяя создавать комфортную температуру в помещении. При необходимости можно использовать вентиляторы, которые ускорят естественную конвекцию.

Конструктивные особенности конвекторов определяют их главные недостатки, среди которых неравномерный прогрев воздуха. Температура у самого пола остается ниже, чем под потолком, что, впрочем, свойственно и водяному отоплению. Еще один «минус» – циркулирующие потоки поднимают пыль, неизбежно присутствующую в каждом доме. Сегодня выпускаются модели, которые практически лишены этого недостатка.

Настенный или напольный вариант?

Осуществлять отопление можно при помощи разных моделей конвекторов. Существуют два основных типа приборов:

  • Настенные конструкции. Отличаются высотой, которая составляет в среднем 45 см, и способом крепления. Они могут быть либо установлены прямо на пол, либо при помощи специального устройства закреплены на стену.
  • Напольные. Узкие длинные приборы, которые устанавливаются обычно под низко расположенные окна, витражи и в районе плинтусов. Несмотря на меньшую, чем у настенных конвекторов мощность, времени для разогрева помещения им понадобится намного меньше.

Устройства обоих типов оборудуются термостатами, которые могут быть как встроенные, так и выносные. Так же выпускаются конструкции, не сжигающие кислород в комнате и не пересушивающие воздух.

Настенная модель конвектора крепится на стену при помощи специального крепежа

Напольные модели электрических конвекторов устанавливаются на пол, а не внутрь него, как их водяные собратья. Поэтому их можно установить уже в конце ремонта

Расчет необходимого числа конвекторов для обогрева

Число и мощность приборов, необходимых, чтобы обустроить отопление дачного дома электричеством, рассчитывают исходя из объемов помещения, в котором они будут установлены.

Сначала выбирается среднее значение мощности, необходимой для отопления 1 куб.м. Средние значения для помещений:

  • с хорошей теплоизоляцией, соответствующей стандартам энергосбережения скандинавских стран – 20 Вт на куб. м;
  • с утепленными перекрытиями, стенами и стеклопакетами на окнах – 30 Вт на куб. м;
  • с недостаточной изоляцией – 40 Вт на куб. м;
  • с плохой изоляцией – 50 Вт на куб. м.

Исходя из этих значений, определяется мощность, необходимая для обогрева помещения и выбирается нужное число приборов для обогрева

Очень важно правильно выполнить расчеты. Практика показывает, что даже электрическое отопление деревянного дома абсолютно безопасно при условии грамотного подбора оборудования и качественной его установки. Конвекторы – эффективный, но далеко не единственный вариант устройств для обогрева помещений, работающих от электричества

Разнообразные электрические системы отопления дома дают возможность выбрать наиболее подходящий вариант, который позволит обеспечить эффективный и безопасный обогрев жилья

Конвекторы – эффективный, но далеко не единственный вариант устройств для обогрева помещений, работающих от электричества. Разнообразные электрические системы отопления дома дают возможность выбрать наиболее подходящий вариант, который позволит обеспечить эффективный и безопасный обогрев жилья.

Как сделать термогенератор Пельтье своими руками

Итак мой термогенератор нагревается масляной (на обычном, самом дешевом, подсолнечном масле) горелкой.

Которая помещена вот в такой разборный корпус, состоящий из консервной банки, регулятора высоты горелки и самого элемента Пельтье.

Сама горелка тоже состоит из банки и угольного фитиля.

Изготовить такой фитиль можно по этой видеоинструкции.

Лично я делаю такие фитили из углей от костра, продвинутые жители больших городов могут просто купить древесный уголь в магазине. Подобная горелка и сама по себе хороша, можно использовать как источник освещения, вместо свечек. Масло на её работу уходит мало, особо не чадит, может гореть сутками.

Вот это элемент Пельтье, сверху на него помещен радиатор от охлаждения компьютерного процессора, с вентилятором.

Это регулятор уровня огня горелки. Я его изготовил от убитого CD-rom_а. Его можно изготовить из чего угодно, лишь бы фантазия работала.

Элемент Пельтье (в данном варианте два-три элемента, друг на друге, всё смазано термопастой) у меня зажат между охлаждающим радиатором и нагревающим радиатором.

Пространство вокруг элемента я заполнил резиной (от каблуков ненужной обуви) и склеил всё это автомобильным термогерметиком.

Вентилятор для охлаждения изготовил из 3–х вольтового двигателя от того же неисправного CD-rom_а и лопастей штатного вентилятора от компьютерного кулера. Двигатель и вентилятор состыковал при помощи китайского суперклея и дискодержателя от всё того же CD-rom_а. В результате получился вентилятор охлаждения, который начинает работать от полутора вольт и жрёт совсем небольшой ток.

Для радиатора нагревания взял радиатор от кулера старого процессора.

Напряжение, порядка 6-8 вольт, у меня выходит на преобразователь, где уменьшается до нужных для девайсов пяти вольт.

Про этот преобразователь я уже писал. http://tutankanara.livejournal.com/410005.html

Вот и сам генератор в сборе. Кат только (в пределах минуты-две) вырабатываемое напряжение достигает полутора вольт, начинает крутиться вентилятор охлаждения, и холодная сторона элемента начинает охлаждаться. В рабочий режим генерации термогенератор выходит через несколько минут. От него можно питать светодиодные гирлянды и заряжать электронные девайсы. Мой генератор даёт порядка 400 миллиампер тока при 5 вольтах напряжения. Сила тока зависит от применяемого элемента. Если будет возможность, поставлю элементы получше.

Также данное устройство, если снять генераторную часть, можно использовать в качестве обычной горелки, для кипячения воды. Обычно я заполняю наполовину банку и она закипает через 10-15 минут.   

Перспективы

В данное время продолжают ставить опыты, подбирая оптимальные термопары, позволяющие повысить коэффициент полезного действия.

Большая вероятность того, что скоро разработки усовершенствования доброкачественности термических элементов, обретут высший статус производства материала для повышения взаимодействия термопар, с применением высоких технологий:

  • нанотехнологий;
  • ям квантования и т.п.

Вполне возможен вариант изобретения совсем другого принципа, с применением нестандартных материалов.

Были попытки соединения микроскопических проводников из золота искусственно синтезированной молекулой. Этот опыт в дальнейшем вполне может добиться успеха.

Виды электрического отопления

Отопление при помощи электричества можно сделать несколькими способами. В первую очередь вам стоит определиться с типом системы, которую вы хотите реализовать. Будет это традиционное водяное отопление, воздушное или теплый пол. Все три системы могут применяться как единственный способ обогрева, так и комбинированный — любые две или даже все три. Чтобы определиться нужно представлять достоинства и недостатки каждой их них.

Электроотопление не обязательно должно быть однотипным

Водяное отопление с электрическим котлом

Начнем с достоинств. Самая стабильная система, которая за счет инерционности продолжает поддерживать температуру некоторое время после того, как котел перестал работать. Во время работы минимально сушит воздух, работает практически бесшумно. Высокая ремонтопригодность. Если не прятать трубы отопления в стены, они всегда доступны для ремонта и замены.

Водяное отопление с электрокотлом ничем не отличается

Недостатки таковы. Сложная система из труб и радиаторов требует больших затрат времени и денег на стадии монтажа. За счет инерционности невозможно быстро менять температуру — быстро нагреть помещение не получится. При останове системы в зимнее время она может разрушится — если вода замерзнет в трубах, их разорвет. Для серьезного ремонта необходим полный останов и слив теплоносителя.

Воздушное отопление на электрических обогревателях

Отопление этого типа быстро монтируется. Все что надо — купить обогреватели, повесить и включить в сеть. Воздух начинает нагреваться сразу после включения. При заморозке системы, она остается работоспособной — замерзать нечему. Элементы отопления между собой не связаны. Выход из строя одного никак не сказывается на работоспособности других. Его можно спокойно ремонтировать.

Повесить обогреватели — вот и все что нужно

Недостатки воздушного отопления такие. Первый — при отключении обогревателей температура быстро снижается. Чтобы обеспечить постоянную работу необходима система резервного электропитания. Второй — из-за непосредственного контакта с нагревательными элементами воздух пересыхает, необходимы меры/приборы для увлажнения воздуха. Третий — многие воздушные обогреватели имеют встроенные вентиляторы, что повышает эффективность, но они издают шум.

Теплый пол на электрических элементах

Электрический теплый пол — самая молодая система отопления. Из всех описанных выше она дает наиболее комфортные условия — самая высокая температура получается на уровне ног, а в районе головы — она средняя. Также эта система инертна — пока нагреется/остынет массив пола проходит значительный промежуток времени. По этой причине после выключения температура держится еще некоторое время. Сложность монтажа зависит от типа электрического теплого пола. Есть системы, которые требуют стяжки (электрические греющие кабели и маты), есть те, которые монтируются на ровное жесткое основание без мокрых работ (пленочный теплый пол) и могут использоваться для подогрева ламината, линолеума и т.д.

Теплый пол есть разных видов. Это комфортный способ отопления частного дома электричеством

Электрическое отопление частного дома при помощи теплого пола имеет и недостатки. Первый — средняя или низкая ремонтопригодность. Прямого доступа к системе отопления нет. Приходится разбирать/разбивать пол. Второй — затраты времени и сил на устройство электрического подогрева теплого пола низкими не назовешь. Системы, требующие стяжки монтируются около месяца (пока «зреет» стяжка пользоваться нельзя), теплый пол для «сухого» монтажа можно собрать за день, но стоимость обогревательных элементов довольно высокая.

Какой вид отопления электричеством лучший

Как видите, сказать какой вид электроотопления в доме лучший, не получится. Идеального нет. Исходить надо из условий эксплуатации:

Сказанное выше основано на выборе большинства. Это не значит, что нельзя в доме с постоянным проживанием делать воздушное электрическое отопление частного дома. Можно, и делают. Просто надо четко представлять достоинства и недостатки.

Роторный вихревой теплогенератор

В таком оборудовании роль статора отводится обычному центробежному насосу. Полый внутри и цилиндрический по форме корпус, может быть представлен отрезком трубы с наличием стандартных двухсторонних фланцевых заглушек. Внутри конструкции располагается ротор, являющийся главным конструктивным элементом.

Вся поверхность ротора представлена определенным количеством просверленных глухих отверстий, размеры которых зависят от показателей мощности устройства.

Вихревой генератор

Промежуток от корпуса до вращающейся части должен быть рассчитан индивидуально, но, как правило, размеры такого пространства варьируются в пределах двух миллиметров.

Важно отметить, что производительность роторного вихревого устройства примерно на 30% превышает такие показатели статического теплового генератора, но этот тип оборудования нуждается в контроле состояния всех элементов, а также отличается достаточно шумной работой.

Достоинства и недостатки

Независимо от того, куплен он или изготовлен своими руками, термоэлектрогенератор имеет ряд достоинств. Так, к наиболее весомым из них относятся:

  1. Малогабаритные размеры.
  2. Возможность работы как нагревательных, так и в охладительных приборах.
  3. При смене полярности наблюдается обратимость процесса.
  4. Отсутствие подвижных элементов, которые изнашиваются достаточно быстро.

https://youtube.com/watch?v=yeLhUVp2K2s

Несмотря на имеющиеся существенные преимущества, такое устройство имеет некоторые недостатки:

  1. Незначительный КПД (всего 2−3%).
  2. Необходимость создания источника, отвечающего за температурный перепад.
  3. Существенное потребление энергии.
  4. Большая себестоимость.

Делаем бесплатное электричество — простой самодельный генератор

Многих электриков интересует один очень популярный вопрос – как автономно и бесплатно получить небольшое количество электроэнергии. Очень часто, к примеру, при выезде на природу или походе катастрофически не хватает розетки для подзарядки телефона либо включения светильника. В этом случае Вам поможет самодельный термоэлектрический модуль, собранный на базе элемента Пельтье. С помощью такого устройства можно генерировать ток, напряжением до 5 Вольт, чего вполне хватит для зарядки девайса и подключения лампы в экстренной ситуации. Далее мы расскажем, как сделать термоэлектрический генератор своими руками, предоставив простой мастер-класс в картинках и с видео примерами!

Что такое термоэлектрический генератор?

Так принято называть устройство, позволяющее преобразовать тепловую энергию в электрическую. Следует уточнить, что термин «Тепловая» не совсем точен, поскольку тепло, это способ передачи, а не отдельный вид энергии. Под данным определением подразумевается общая кинетическая энергия молекул, атомов и других структурных элементов, из которых состоит вещество.

Несмотря на то, что на ТЭС сжигается топливо для получения электричества, ее нельзя отнести к ТЭГ. На таких станциях тепловая энергия вначале преобразуется в кинетическую, а она уже в электрическую. То есть, топливо сжигается для получения из воды пара, который вращает турбину электрического генератора.


Схема работы ТЭС

Исходя из выше изложенного, следует уточнить, что ТЕГ должен генерировать электроэнергию без промежуточных преобразований.

Что это такое?

Для объяснения принципа работы термоэлектрического генератора, нужно взять разнородные проводники и замкнуть их в цепь. Точки, в которых проводники соединяются, называют спаями. При нагреве одного из спаев цепи энергия свободных электронов на нем возрастает, так как имеет зависимость от температуры.

На нагретом участке электроны имеют более высокую энергию и начинают перемещаться в холодную область, где электроны обладают меньшей энергией, таким образом в цепи возникает ЭДС.

Величина разности потенциалов в такой цепи зависит от температуры, электропроводности и коэффициента термоЭДС ,который также называется коэффициентом Зеебека.

Для разных материалов его значение различно и измеряется относительно коэффициента платины, которой равняется нулю. К примеру, сурьма, железо, кадмий имеют положительный коэффициент, а висмут, никель, кобальт — отрицательный.

Изготовление своими руками

Схематично устройство самодельной термоэлектростанции можно представить так:

  1. Элемент Пельтье положим на дно глубокой посудины – миски или кружки.
  2. Далее в эту посудину вставим еще одну: если используются миски, то понадобится такая же; если ваш выбор пал на кружки, то вторая должна быть чуть меньше первой.
  3. К выведенным от элемента Пельтье проводам присоединим преобразователь напряжения.
  4. Внутреннюю посудину заполним снегом или холодной водой, после чего всю конструкцию поставим на огонь.

Через какое-то время снег растает, превратится в воду и закипит. Производительность генератора при этом понизится, но зато турист получит возможность выпить горячего чайку. После чаепития можно будет заправить генератор новой порцией снега.

Чем больше термоэлементов (их еще называют ветвями) будет у приобретенного вами элемента Пельтье, тем лучше. Можно применить прибор марки TEC1-127120-50 – их у него 127. Данный элемент рассчитан на токи до 12А.

Электричество от двух стержней

Данный способ основан совсем на другой теории и никакого отношения к магнитному или электрическому полю Земли не имеет. А теория эта – о взаимодействии гальванических пар в солевом растворе. Если взять два стержня из разных металлов, погрузить их в такой раствор (электролит), то на концах появится разница потенциалов. Ее величина зависит от многих факторов: состава, насыщенности и температуры электролита, размеров электродов, глубины погружения и так далее.

Такое получение электричества возможно и через землю. Берем 2 стержня из разных металлов, образующих так называемую гальваническую пару: алюминиевый и медный. Погружаем их в землю на глубину ориентировочно полметра, расстояние между электродами соблюдаем небольшое, хватит 20—30 см. Участок земли между ними обильно поливаем солевым раствором и спустя 5—10 мин производим измерение электронным вольтметром. Показания прибора могут быть разными, но в лучшем случае вы получите 3 В.

Примечание. Показания вольтметра зависят от влажности почвы, ее природного солесодержания, размеров стержней и глубины их погружения.

В действительности все просто, получившееся бесплатное электричество – это результат взаимодействия гальванической пары, при котором влажная земля служила электролитом, принцип похож на работу солевой батарейки. Реальный эксперимент о разнице потенциалов на электродах, забитых в землю, можно посмотреть на :

Принцип работы

В девятнадцатом веке одним ученым обнаружилось возникновение электродвижущей силы в замкнутой цепи, при изменениях температуры в среде контактировании сурьмы с проводником.

Нагревая один из контактов, возникает магнитное поле, что вызывает ЭДС. При нагревании второго контакта, поток ЭДС противоположно изменяется.

Спустя двенадцать 12 лет другой физик выявил противоположный эффект. Пропустив ток по цепи термопары, в контактах создается перепады температур.

В принципе эти оба эффекта разные стороны одного и того же явления, дающего возможность непосредственно получить электричество из тепла.

Перспективы

В настоящее время продолжаются опыты по подбору оптимальных термопар, что позволит увеличить КПД. Проблема заключается в том, что под данные исследования затруднительно подвести теоретическую базу, поэтому приходится полагаться только на результаты экспериментов. Учитывая, что на эффект влияет процентное соотношение и состав сплавов материала для термопар, говорить о ближайших перспективах неблагодарное занятие.

Велика вероятность, что в ближайшее время для повышения добротности термоэлементов, разработчики перейдут на другой уровень изготовления сплава для термопар, с использованием нано-технологий, ям квантования и т.д.

Вполне возможно, что будет разработан совершенно иной принцип с использованием нетрадиционных материалов. В качестве примера можно привести эксперименты, проводимые в Калифорнийском университете, где для замены термопары использовалась искусственная синтезированная молекула, которая соединяла два золотых микро проводника.

Молекула вместо термопары

Первые опыты показали возможность реализации идеи, насколько она перспективна, покажет время.

Проблемы традиционной электроэнергетики

Технологии преобразования тепловой энергии в электрическую, такие как ТЭС, АЭС, КЭС, ГТЭС, ТЭП, термоэлектрические генераторы, МГД-генераторы имеют разные преимущества и недостатки. Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) иллюстрирует плюсы и минусы технологий генерации на природных энергетических ресурсах, рассматривая такие критические факторы, как строительство и затраты на электроэнергию, на землю, требования к воде, выбросы CO2, отходы, доступность и гибкость.

Результаты EPRI подчеркивают, что при рассмотрении технологий производства электроэнергии нет единого подхода к решению всех проблем, но при этом все же больше преимуществ у природного газа, который является доступным для строительства, имеет низкую себестоимость электроэнергии, создает меньше выбросов, чем уголь. Однако не все страны имеют доступ к обильному и дешевому природному газу. В некоторых случаях доступ к природному газу находится под угрозой из-за геополитической напряженности, как это было в случае с Восточной Европой и некоторыми странами Западной Европы.

Технологии возобновляемых источников энергии, такие как ветровые турбины, солнечные фотоэлектрические модули производят эмиссионное электричество. Однако для них, как правило, требуется много земли, результаты их эффективности являются неустойчивыми и зависят от погоды. Уголь, основной источник тепла, является самым проблемным. Он лидирует по выбросам CO2, требует много чистой воды для охлаждения теплоносителя и занимает большую площадь под строительство станции.

Новые технологии направлены на снижение ряда проблем, связанных с технологиями производства электроэнергии. Например, газовые турбины, объединенные с резервным аккумулятором, обеспечивают резерв на случай непредвиденных обстоятельств без сжигания топлива, а периодически возникающие проблемы в области возобновляемых ресурсов могут быть смягчены за счет создания доступного крупномасштабного хранилища энергии. Таким образом, сегодня нет ни одного безупречного способа преобразования тепловой энергии в электрическую, который мог бы обеспечить надежную и экономически эффективную электроэнергию с минимальным воздействием на окружающую среду.

Историческая справка

Термоэлектрические эффекты или термоэлектричество, своим открытием обязано нескольким ученым. Впервые явление открыл немецкий физик Томас Иоганн Зеебек, в 1821 году. Оно получило название «Эффект Зеебека».

Обратное свойство – нагревание или охлаждение разнородных проводников воздействием электрического тока, в 1834 году изучил француз Жан Пельтье, его именем назван и сам эффект и термоэлектрический преобразователь, получивший название элемент Пельтье. Свой вклад в исследования внесли, также русский физик Эмилий Ленц в 1838 г. и британец Уильям Томпсон в 1851 г.

Причина, по которой эти технологии не получили широкого распространения, заключается в низком КПД, при использовании чистых металлических пар — это сотые доли процента. Немногим более эффективными — 1,5-2,0% оказались термоэлементы из полупроводников, которые начали использоваться в середине XX века.

Была отсылка к теме термоэлектрических генераторов и в советской фантастике — в 1930-х годах Роман Адамов написал научно-фантастический роман «Тайна двух океанов», о похождениях подводной лодки «Пионер», источником энергии в которой служила термопара.

Где разместить инфракрасный обогреватель

Важно определиться, где лучше разместить обогреватель. Вариантов немного: на полу или потолке, а также на стене

Для разных видов помещений, исходных задач выбирается наиболее оптимальный, у каждого есть свои особенности, плюсы и минусы.

С потолка тепловыми лучами хорошо «прорезается» все пространство. Минус в верхнем размещении — сложно подобрать эстетичный вариант, нельзя сочетать с натяжными потолками, да и сама высота помещения должна быть не менее 2,5 метра.
Напольный способ прост в исполнении, эффективен, но пол испытывает постоянные механические нагрузки, и есть вероятность повреждения системы обогрева. К тому же, ее придется прятать под ковер, напольное покрытие, а это снижает КПД излучения.
Укрепить обогреватель ИК типа можно и на стене. Если это кажется неэстетичным, всегда есть возможность превратить его в элемент дизайна, преобразовав в панно или иную интерьерную фишку.

Монтаж теплого пола как разновидности пленочного обогрева

Теплый пол — это вариант пленочного инфракрасного обогрева. Такой обогреватель представляет собой комплекс из тонких генераторов-полосок, которые последовательно соединяются, образуя полосу нужной длины. К блоку управления можно подключать несколько таких греющих элементов, а сам блок включается в электросеть.

Есть варианты с размещением подобных пленок и на потолке, и на стенах, но наиболее часто используется напольный метод монтажа, хотя бы из-за его простоты. Сама балластная нагрузка от массы напольного покрытия становится способом фиксации, тогда как при других вариантах нужны специальные крепежные приспособления.

Чтобы теплоотдача была максимальной, необходимо выбрать напольное покрытие с высокой теплопроводностью. Если «укутать» пол ковром, теплоотдача сильно снизится. Дерево лучше пропустит тепловые волны, но максимально высокий КПД от напольного ИК обогрева достигается при использовании кафельной плитки.


Теплый ИК пол

Электричество из ничего как добыть энергию из воздуха и земли своими руками

Содержание статьи:

Почему электричество добывают из земли

Для того, чтобы получить электричество, нужно найти разность потенциалов и проводник. Соединив всё в единый поток, можно обеспечить себе постоянный источник электроэнергии.

Однако в действительности приручить разность потенциалов не так-то просто.

Природа проводит через жидкую среду электроэнергию огромной силы. Это разряды молнии, которые, как известно, возникают в воздухе, насыщенном влагой. Однако это всего лишь единичные разряды, а не постоянный поток электроэнергии.

Человек взял на себя функцию природной мощи и организовал перемещение электроэнергии по проводам. Однако это всего лишь перевод одного вида энергии в другой. Извлечение электричества непосредственно из среды остаётся преимущественно на уровне научных поисков, опытов из разряда занимательной физики и создания небольших установок малой мощности.

Проще всего извлекать электричество из твёрдой и влажной среды.

Что можно попробовать сделать

Давайте разберем два простейших способа, как добыть энергию из земли.

Принцип гальванической пары

Наша задача, найти разность потенциала, и в земле это сделать проще всего, так как она состоит из газов, воды и минеральных веществ. Грунт – это множество твердых частиц, между которыми находятся пузырьки воздуха и молекулы воды.

Элементарная единица почвы – мицелла. Это глинисто-гумусовый комплекс, обладающий разностью потенциалов. Эти частицы накапливают заряды по тому же принципу, что и вся планета, поэтому в почве постоянно протекают электрохимические реакции. И наша задача подключится к этой «сети».

Использовать можно два электрода, сделанных из разных металлов (медь и оцинкованное железо), то есть будет использоваться принцип, как в обычной солевой батарейке. Помимо гальванической пары нам потребуется электролит (раствор соли).

  • Погружаем электроды в грунт где-то на полметра, на расстоянии в 25 сантиметров друг от друга.
  • Устанавливаем вокруг кусок трубы нужного диаметра, чтобы оградить остальную почву от электролита, так как уровень соли не позволить расти в месте поливки никаким растениям.
  • Готовим насыщенный водный раствор соли и проливаем им землю между электродами.
  • Подключаем к выводам вольтметр спустя минут 15 и видим, что прибор показывает напряжение в 3В.

Итого, к полученному источнику питания можно подключить маломощную светодиодную лампу. Показания вольтметра будет разниться в зависимости от плотности грунта, его влажности и прочих показателей, так что на разных участках результаты будут отличными.

Способ с заземлением

Если ваш частный дом оборудован нормальным контуром заземления, то знайте, что часть потребляемого вами тока уходит через него в грунт, особенно если включено сразу много электроприборов.

В результате этого процесса, между нулевым проводом вашей сети и заземляющим возникает разница потенциалов, составляя от 15 до 20 Вольт. Подключив к ним низковольтную лампочку, вы заставите ее светиться

Интересно знать! Данный ток не будет регистрироваться электрическим счетчиком, так как фактически он через него уже прошел.

Схему можно усовершенствовать, установив трансформатор и выровняв тем напряжение. А включив в схему аккумулятор, можно запасать энергию, что позволит использовать схему, когда остальные приборы в доме «молчат».

Вариант рабочий, но подходит он только для частных домовладений, так как в квартирах нет нормального заземления, а использование водопроводных труб для этого законодательно запрещено. Тем более нельзя использовать для подключения землю и фазу, так как заземление окажется под напряжением в 220В – цена такого опыта, возможно, чья-то жизнь.

Бесплатное электричество из сетевого фильтра

Многие искатели бесплатного электричества наверняка находили в интернете версии о том, что удлинитель может стать источником нескончаемой свободной энергии, образовывая замкнутую цепь. Для этого следует взять сетевой фильтр с длиной провода не менее трех метров. Из кабеля сложить катушку, диаметром не более 30 см, подключить к розетке потребителя электроэнергии, изолировать все свободные отверстия, оставив только еще одну розетку для вилки самого удлинителя.

Далее сетевому фильтру необходимо дать изначальный заряд. Легче всего это сделать подключив удлинитель к функционирующей сети, а затем за доли секунды замкнуть в себе. Бесплатное электричество из удлинителя подойдет для питания осветительных приборов, но мощность свободной энергии в такой сети слишком мала для чего-то большего. А сам метод достаточно спорный.

Электроэнергия от нулевого провода

Как правило, для электропитания жилых домов используется трёхфазная сеть с глухозаземленной нейтралью. Отдельные потребители запитываются фазным напряжением от одной фазы и нулевого провода. Если в доме имеется надёжный контур заземления с низким сопротивлением, то в периоды интенсивного потребления электрической энергии, между нулевым проводом питающей сети и заземляющим проводником образуется разность потенциалов. Эта разность может достигать 12-15 В. Проблема заключается в нестабильности величины напряжения между нулем и заземлением, которая напрямую зависит от величины потребляемой домом мощности. Максимальное напряжение достигается только при пиковом токопотреблении.

Описанные выше способы получения электроэнергии вполне работоспособны. С применением импульсных электронных преобразователей, возможно получение напряжения любой величины. Однако, для реального использования в быту описанные способы не годятся ввиду очень низкой мощности подобных источников тока. Исключение составляет схема с металлическими электродами, но для достижения приемлемой мощности, потребуется занять большую площадь металлическими штырями и периодически поливать её раствором соли. Добыть электричество из земли в достаточном для использования количестве не так просто, как кажется. Несмотря на то, что магнитные и электрические поля окутывают планету, на сегодняшний день нет технической возможности использовать этот потенциал. Рассматривать такие способы как источник энергоснабжения дома нельзя. Своими руками можно соорудить разве что источник питания для пары светодиодов, часов или радиоприёмника с очень низким уровнем потребления мощности.

Читайте также:

  • Вихревое электрическое поле
  • Атмосферное электричество своими руками

Что ещё

Среди обычных, можно встретить и довольно необычные способы получения электричества. В последнее время идёт интенсивная работа учёных всего мира по развитию альтернативной энергетики. Мир ищет возможности для более широкого её использования.

Чуть ниже приводится небольшой обзор лучших способов и идей:

Термический генератор — преобразовывает тепловую энергию в электрическую. Встроен в отопительно-варочные печи.

Пьезоэлектрический генератор — работает на кинетической энергии. Внедряют в Танцполы, турникеты, тренажёры.

Наногенератор — применяется энергия колебаний человеческого тела при движении. Процесс отличается мгновенностью. Учёные работают над совмещением работы наногенератора и солнечной батареи.

Безтопливный генератор Капанадзе — работает на постоянных магнитах в роторе и бифлярных катушках в статоре. Мощность 1-10 кВт. За основу взято одно из изобретений Н.Тесла, но многие не верят в этот принцип. Ещё по одной из версий, настоящая технология аппарата удерживается в большом секрете.

Экспериментальные установки, которые работают на эфире — электро-магнитное поле. Пока ещё идут поиски, проверяются гипотезы, проводятся эксперименты.

Учёные подсчитали, что природных запасов, используемых в современной энергетике, может хватить ещё на 60 лет. Разработками в данной области занимаются лучшие умы. В Дании население пользуется ветровой энергетикой, составляющей 25%.

В России планируются проекты, по использованию восстанавливаемых источников в энергетической системе на 10%, а в Австралии на 8%. В Швейцарии большинство проголосовало за полный переход на альтернативную энергетику. Мир голосует за!

Мифы и реальность

На просторах интернета есть большое количество видеороликов, где люди зажигают от земли лампы мощностью 150 Вт, запускают электродвигатели и так далее. Еще больше есть различных текстовых материалов, подробно рассказывающих о земляных батареях. К подобной информации не рекомендуется относиться слишком серьезно, ведь написать можно что угодно, а перед съемкой видеоролика провести соответствующую подготовку.

Просмотрев или прочитав эти материалы, вы действительно можете поверить в разные небылицы. Например, что электрическое или магнитное поле Земли содержит океан дармовой электроэнергии, получение которой довольно легко. Правда заключается в том, что запас энергии действительно огромен, но вот извлечь ее вовсе не просто. Иначе никто бы уже не пользовался двигателями внутреннего сгорания, не обогревался природным газом и так далее.

Для справки. Магнитное поле у нашей планеты действительно существует и защищает все живое от губительного воздействия разных частиц, идущих от Солнца. Силовые линии этого поля проходят параллельно поверхности с запада на восток.

Если в соответствии с теорией провести некий виртуальный эксперимент, то можно убедиться, насколько непросто заполучить электричество из магнитного поля земли. Возьмем 2 металлических электрода, для чистоты эксперимента – в виде квадратных листов со сторонами 1 м. Один лист установим на поверхности земли перпендикулярно силовым линиям, а второй – поднимем на высоту 500 м и сориентируем его в пространстве таким же образом.

Теоретически между электродами возникнет разность потенциалов порядка 80 вольт. Тот же эффект будет наблюдаться, если второй лист расположить под землей, на дне самой глубокой шахты. А теперь представьте такую электростанцию – в километр высотой, с огромной площадью поверхности электродов. Кроме того, станция должна противостоять ударам молний, что обязательно будут бить именно по ней. Возможно, это реальность далекого будущего.

Тем не менее получить электричество от земли – вполне возможно, хотя и в мизерных количествах. Его может хватить на то, чтобы зажечь светодиодный фонарик, включить калькулятор или немного зарядить сотовый телефон. Рассмотрим способы, позволяющие это сделать.

Вечная лампа и электричество изничего

Рубрики: Поделки , физика , Электрический ток | Теги: Поделки, физика, Электрический ток | 1 марта 2011 | Svetlana

Уверен, редко кто знает, что электрический ток можно получить из… “пустоты”. Удивляться тут нечего — об этом и не было известно никому в мире вплоть до 1993 года, когда в отечественной лаборатории “Наномир” впервые подобным образом была извлечена электроэнергия. Сделано это было при помощи специального прибора, называемого резонатором.

Специалисты обнаружили, что резонансными свойствами обладают многие культовые предметы симметричной формы, например, кресты, звезды, короны, трезубцы, кусудамы….. Последние вы уже знаете из занятий оригами.

Полученный  ток был  очень слабым,  он регистрировался приборами на пределе чувствительности.   Еще  два  года не   удавалось  создать мощного источника энергии, так как незатухающие электрические колебания могут возникнуть  только в том резонаторе, степень симметрии которого превышает 100 000.   Как  же   сделать   лилию   или   трезубец  с   такой невероятной точностью? Ведь ошибка при размерах лепестков в 0,5 м не должна превышать нескольких микрон! Но если нельзя сделать точно столь сложный резонатор,   то, может быть, найдутся сведения о прямолинейных преобразователях? Кусудамы как раз и оказались подобным устройством. Они состоят из плоских элементов и обладают той формой, которую современными средствами можно изготовить с нужной точностью. Хотите попробовать? Станете обладателем вечной лампы, которую не нужно включать в розетку да и заменять не  придется — она не перегорает.

Правда, заказать кусудаму придется обратиться на завод, где есть точные станки, и изготовить ее из материала, слабо деформирующегося при нагревании.
Чтобы кус у дама стала преобразовывать энергию,  ее поверхность необходимо отполировать и покрыть с помощью напыления проводящим материалом.  Лучший проводник — серебро,   однако чистое серебро быстро покроется окислом, и “вечная” лампочка скоро погаснет. Дабы этого не случилось,  поверх скин-слоя серебра нужно напылить защитный слой другого металла в 100 раз тоньше. Одного грамма золота хватит, чтобы защитить несколько “вечных” лампочек по 300 ватт.

Сама кусу дама светить не будет. Она лишь превращает   внутреннюю   энергию   эфира   в электромагнитные колебания, которые, как это ни странно, не излучаются в виде электромагнитных  волн.   На  расстоянии  вытянутой   руки  их  уже невозможно зарегистрировать без высокочувствительного прибора. Кусудама является не излучающей антенной. Она — резонатор.

Как же превратить невидимые колебания электрического и магнитного полей в видимый свет? Здесь нам помогут знания об атомах, молекулах и кристаллах. Оказывается, достаточно в зону электромагнитных колебаний поместить кусочек кварца, и он засияет голубоватым светом. Это явление можно наблюдать, если минерал положить в микроволновую печь с прозрачной дверцей.
Может возникнуть вопрос: почему же тогда не светятся драгоценные камни, вставленные в золотую корону? Ведь она тоже резонатор. Тем, кто не догадался, напомню: степень симметрии резонатора должна быть больше 100 000. А у корон она, конечно, значительно ниже.
Журнал Левша №12-95г.

Как сделать бесплатное электричество дома

Бесплатное электричество в квартире должно быть мощным и постоянным, поэтому для полного обеспечения потребления потребуется мощная установка. Первым делом следует определить наиболее подходящий метод. Так, для солнечных регионов рекомендуется установка . Если солнечной энергии недостаточно тогда следует использовать ветряные или геотермальные электростанции. Последний метод особенно подходит для регионов расположенных в относительной близости к вулканическим зонам.

Определившись с методом получения энергии, следует также позаботиться о безопасности и сохранности электроприборов. Для этого домашняя электростанция должна быть подключена к сети через инвертор и стабилизатор напряжения для обеспечения подачи тока без резких скачков. Стоит также учитывать, что альтернативные источники достаточно капризны к погодным условиям. При отсутствии соответствующих климатических условий выработка электроэнергии остановиться или будет недостаточной. Поэтому следует обзавестись также мощными аккумуляторами для накопления на случай отсутствия выработки.

Готовые установки альтернативных электростанций широко представлены на рынке. Правда, их стоимость достаточно высока, но в среднем все они окупаются от 2-х до 5-ти лет. Сэкономить можно приобретая не готовую установку, а ее комплектующие, а затем уже самостоятельно спроектировать и подключить электростанцию.

Немного о том, что такое бесплатное электричество

На данный момент стоимость коммунальных услуг достаточно высока. Поэтому многие люди задумываются об источниках необходимых ресурсов, более дешевых, чем централизованный газ и электроэнергия.

Для обеспечения дому тепла с минимальной затратой средств был изобретен твердотопливный пиролизный котел. В данном агрегате газ образуется за счет перегорания твердого топлива. Этого прибора достаточно для обогрева целого дома.

Более того, многие твердотопливные печи имеют варочные поверхности и духовки. Используя такой прибор, вы можете вовсе отказаться от в свой дом.

С электричеством все намного сложнее. На данный момент в современных домах столько электроприборов, что обеспечить достаточное количество энергии альтернативными способами для них всех, действительно тяжело. Однако вы можете с помощью необычных способов получения бесплатной электроэнергии, сделать максимально дешевым обслуживание некоторой части электроприборов. Давайте посмотрим, что это за способы.

  • Самым распространенным считается электричество, полученное от энергии солнца;
  • Также пользуется дармовая энергия, получаемая из воздуха и атмосферы;
  • Очень интересно получение статического электричества из земли;
  • Электрический ток также можно вырабатывать из эфира;
  • На грани фантастики кажется халявное электричество из нечего;
  • Как оказалось, из магнитного поля тоже можно добывать электричество;
  • Возможна добыча электричества из дерева, воды и других подручных средств.

Некоторые из этих способов способны обеспечить электричеством лишь маленькую лампочку. Других хватит, чтобы заставить работать как минимум половину электроприборов в доме.

Домашний генератор электроэнергии «на халяву» создать невозможно. Ведь на материал для таких устройств нужно потратить некоторые деньги. Поэтому, говоря: «Выработка электричества на шару», мы имеем ввиду дешевое электричество, если, конечно, речь идет не про Anticlove.

Добывать бесплатное электричество можно с помощью простых технических приспособлений

Сегодня мы расскажем вам о нескольких, самых перспективных альтернативных способах добычи электричества. Также мы поговорим о возможности получения электроэнергии из нечего.

Известные способы добычи электричества

В первом случае получение электричества из земли осуществляется с помощью двух стержней, изготовленных из разнородных металлов. Данный способ никак не связан с электрическим или магнитным полем Земли. Стержни используются в качестве гальванической пары, помещенной в солевой раствор. Если проводить эксперимент в чистом виде, то на концах металлических прутков, погруженных в раствор электролита, образуется разность потенциалов, то есть, электрический ток.

Величина получаемого тока будет разной в зависимости от таких факторов, как размеры электродов, характеристики электролита, глубина закладки и прочее.

По такой же схеме можно получить электричество из земли. Для этой цели берутся стержни из меди и алюминия, которые будут использоваться в качестве гальванической пары. Их нужно заглубить в землю примерно на 50 см, расположив на расстоянии 20-30 см друг от друга. На площадь грунта, расположенную между стержнями, выливается большое количество солевого раствора, и уже через 5-10 минут можно проводить контрольные замеры с помощью электронного вольтметра.

Вольтметр показывает разные значения, максимальный результат составил 3 вольта. Раствор электролита готовится из дистиллированной воды и поваренной соли.

Второй вариант добычи тока также не связана с магнитным полем Земли. Суть заключается в извлечении электричества, стекающего по проводу «земля» во время максимального энергопотребления. В этом процессе участвует и проводник «ноль».

Всем известно, что подача напряжения потребителям осуществляется по фазному и нулевому проводам. При наличии третьего провода, соединенного с контуром заземления, между ним и нулевым проводником нередко возникает напряжение, иногда доходящее до 15 вольт. Подобное состояние можно определить с помощью лампы накаливания на 12 вольт, подключенной к обоим проводникам. Другим способом зафиксировать невозможно, поскольку приборы учета никак на это не реагируют и ток, идущий от «земли» к нулю не определяют.

Данный способ непригоден для квартиры, поскольку в них как правило отсутствует заземление, способное выполнить свою функцию. Подобные эксперименты хорошо получаются в частных домах с классическим заземляющим контуром. Схема подключения осуществляется от нулевого проводника к нагрузке и далее – к проводу заземления. В процессе добычи электричества из земли своими руками, некоторые домашние электрики используют трансформаторы для сглаживания токовых колебаний и затем подключают наиболее оптимальную нагрузку.

Категорически запрещается, чтобы фаза подключалась вместо нулевого проводника, во избежание смертельно опасных ситуаций.

Электричество от земли и нулевого провода

Данное явление тоже возникает не от магнитного поля Земли, а вследствие того, что часть тока «стекает» через заземление в часы наибольшего потребления электроэнергии. Большинству пользователей известно, что напряжение для дома подается через 2 проводника: фазный и нулевой.

Если имеется третий проводник, присоединенный к хорошему заземляющему контуру, то между ним и нулевым контактом может «гулять» напряжение до 15 В. Этот факт можно зафиксировать, включив меж контактами нагрузку в виде лампочки на 12 В. И что характерно, проходящий из земли на «ноль» ток абсолютно не фиксируется приборами учета.

Воспользоваться таким бесплатным напряжением в квартире затруднительно, поскольку надежного заземления там не найти, трубопроводы таковым считаться не могут. А вот в частном доме, где априори должен быть заземляющий контур, электричество получить можно.

Для подключения применяется простая схема: нулевой провод – нагрузка – земля. Некоторые умельцы даже приспособились сглаживать колебания тока трансформатором и присоединять подходящую нагрузку.

Внимание! Не идите на поводу у «добрых» советчиков, предлагающих вместо нулевого проводника использовать фазный! Дело в том, что при подобном подключении фаза и земля дадут вам 220 В, но прикасаться к заземляющей шине смертельно опасно. Особенно это касается «умельцев», проделывающих подобные вещи в квартирах, присоединяя нагрузку к фазе и батарее

Они создают опасность поражения током для всех соседей.

Альтернатива Марка

Устройство также известно как генератор электричества из воздуха TPU, разработанный Стивеном Марком. Он позволяет получать различные количества электричества, чтобы питать разные цели, и делается это без необходимости подпитки из внешней среды. Но из-за некоторых особенностей она всё ещё не работает. Такая проблемка не помешает, тем не менее, рассказать вам о ней.

Принцип работы простой: в кольце создается резонанс магнитных вихрей и токов, что способствует появлению токовых ударов в металлических отводах. Чтобы собрать такой тороидальный генератор, позволяющий получить электричество из воздуха своими руками, вам нужно:

  1. Основание, в качестве которого может выступить кусок фанеры, похожий на кольцо, полиуретан или отрезок резины; 2 коллекторные катушки (внешняя и внутренняя) и катушка управления. В качестве основания наилучшим образом подойдёт кольцо, у которого наружный диаметр 230 миллиметров, а внутренний 180.
  2. Намотайте катушку внутри коллектора. Намотка должна быть трехвитковой и делаться многожильным проводом, сделанным из меди. Теоретически, чтобы запитать лампочку, вам должно хватить одного витка как на фотографиях. Если не получилось – сделайте ещё.
  3. Управляющих катушек необходимо 4 штуки. Каждую из них следует разместить под прямым углом, чтобы не создавать помех магнитному полю. Намотка должна быть плоской, а зазор между витками не должен превышать 15 миллиметров. Меньше тоже нежелательно.
  4. Чтобы намотать управляющие катушки, используйте одножильный провод. Необходимо сделать не менее 21 витка.
  5. Для последней катушки используйте медный провод с изоляцией, который следует наматывать по всей площади. Основное конструирование завершено.

Соедините выводы, предварительно установив между землёй и обратной землёй конденсатор на десять микрофарад. Чтобы запитать схему, используйте мультивибраторы и транзисторы. Подбирать их придется опытным путём ввиду того, что нужны разные характеристики для разных конструкций.

Мифы и реальность

Попытки рядовых граждан самостоятельно, в обход государственных тарифов, «добыть» электричество, обросли множеством слухов и домыслов:

  • Главный миф, связанный с самостоятельным получением энергии из земли, звучит так: это электричество вечно.

Опровержение: для того, чтобы в принципе извлечь электричество из земли, необходимо выполнение множества условий, в числе которых – особые качества почвы, металлический штырь или стержень, вкопанный в землю на достаточном расстоянии, и неокисляемые провода.

Ни одно из этих условий не может быть выполнено идеально, так что электричество, добываемое таким образом, совсем не вечно.

  • Миф второй: энергия земли бесплатна.

Опровержение: частично это так: человек может делать со своим личным земляным участком все, что угодно. Но для того, чтобы получить хоть какой-то электрический заряд, нужно много земли.

  • Миф третий: электричество, которое можно получить благодаря земле, имеет огромную мощность.

Опровержение: выходной мощности электричества, получаемого из земли, хватает на очень медленную зарядку простенького мобильного телефона или зажигание небольшой лампочки. Для того, чтобы вскипятить электрический чайник, зарядить ноутбук или включить холодильник, понадобится столько земли, металлических штырей и проводов, что одной семье нужны будут безграничные наделы и финансы.

Альтернативные и сомнительные методы

Многим известна история про незатейливого дачника, которому якобы удалось получить халявную электроэнергию из пирамид. Этот человек утверждает, что построенные им из фольги пирамиды и аккумулятор в качестве накопителя помогают освещать весь приусадебный участок. Хотя выглядит это маловероятным.

Другое же дело, когда исследования ведут учёные мужи. Здесь уже есть над чем задуматься. Так, проводятся опыты по получению электричества из продуктов жизнедеятельности растений, которые попадают в почву. Подобные опыты вполне можно проводить и в домашних условиях. Тем более что полученный ток не опасен для жизни.

В некоторых зарубежных странах, там, где есть вулканы, их энергию с успехом используют для добычи электроэнергии. Благодаря специальным установкам работают целые заводы. Ведь полученная энергия измеряется мегаваттами. Но особо интересно то, что добыть электричество своими руками подобным способом могут и рядовые граждане. К примеру, некоторые используют энергию тепла вулкана, которую совсем несложно трансформировать в электрическую.

Многие учёные бьются над поиском добычи альтернативных методов энергии. Начиная от использования процессов фотосинтеза и заканчивая энергиями Земли и солнечными ветрами. Ведь в век, когда электроэнергия особенно востребована, это как нельзя кстати. А имея интерес и некоторые знания, каждый может внести свой вклад в изучение получения халявной энергии.

Генератор Стивена Марка

Есть еще одна интересная и рабочая схема — генератор TPU, позволяющий добыть электричество из атмосферы. Ее придумал знаменитый исследователь Стивен Марк.

С помощью этого прибора можно накопить определенный электрический потенциал для обслуживания бытовых приборов, не задействуя при этом дополнительную подпитку. Технология была запатентована, в результате чего сотни энтузиастов пытались повторить опыт в домашних условиях. Однако из-за специфических особенностей ее не удалось пустить в массы.

Работа генератора Стивена Марка осуществляется по простому принципу: в кольце устройства происходит образование резонанса токов и магнитных вихрей, которые вызывают появление токовых ударов. Для создания тороидального генератора нужно придерживаться следующей инструкции:

  1. В первую очередь следует подготовить основание прибора. В качестве него можно использовать отрезок фанеры в форме кольца, кусок резины или полиуретана. Также необходимо найти две коллекторные катушки и катушки управления. В зависимости от чертежа размеры конструкции могут отличаться, но оптимальным вариантом являются следующие показатели: наружный диаметр кольца составляет 230 мм, внутренний — 180 мм. Ширина составляет 25 мм, толщина — 5 мм.
  2. Необходимо намотать внутреннюю коллекторную катушку, используя многожильный медный провод. Для лучшего взаимодействия применяют трехвитковую намотку, хотя специалисты уверены, что и один виток сможет запитать лампочку.
  3. Также следует подготовить 4 управляющие катушки. При размещении этих элементов нужно соблюдать прямой угол, иначе могут появиться помехи магнитному полю. Намотка этих катушек плоская, а зазор между витками составляет не больше 15 мм.
  4. Осуществляя намотку управляющих катушек, принято задействовать одножильные провода.
  5. Чтобы выполнить установку последней катушки, следует применить заизолированный медный провод, который наматывают по всей площади основания конструкции.

После выполнения перечисленных действий остается соединить выводы, установив перед этим конденсатор на 10 микрофарад. Питание схемы осуществляется с помощью скоростных транзисторов и мультивибраторов, которые подбираются с учетом размеров, типа проводов и других конструкционных особенностей.

Бесплатная энергия из атмосферного электричества

Сейчас существует всего два способа, с помощью которых можно добыть электричество из воздуха – с помощью ветрогенераторов и с помощью полей, которые пронизывают атмосферу. И если ветряные мельницы видели уже многие и примерно представляют, как они работают, и откуда берется энергия, то второй тип приборов вызывает множество вопросов.

Интересные открытия и машины принадлежат двум изобретателям – Джону Серлу и Сергею Годину. И большая часть экспериментов, которые проводят любители у себя дома, основывается на одной из двух схем. Как же этим двум людям удалось получить энергию из воздуха?

Джон Серл утверждает, что ему удалось создать вечный двигатель. В центр своей конструкции он поместил мощный многополюсный магнит, а вокруг него намагниченные ролики. Под действием электромагнитных сил ролики катятся, стараясь обрести стабильное положение, однако центральный магнит устроен так, что ролики никогда этого положения не достигают. Конечно, рано или поздно такая конструкция все равно должна остановиться, если не придумать способ подпитывать ее энергией извне. Во время одного из испытаний машина Серла проработала без остановки два месяца. Учёный утверждал, что ему удалось запатентовать способ подпитки своего прибора прямо от энергии вселенной, которая, как он считал, содержится в каждом кубическом сантиметре пространства. В это трудно поверить, но первую версию своего двигателя Джон Серл запатентовал еще в 1946 году.

Будучи собранным, это устройство приходило в самовращение и вырабатывало электрическую мощность. На Серла мгновенно посыпались заказы от желающих приобрести такую машину, способную черпать энергию из воздуха, однако разбогатеть на своем изобретении ученый не успел. Оборудование из лаборатории вывезли в неизвестном направлении, а его самого посадили в тюрьму по обвинению в краже электричества. Независимый британский суд просто не смог поверить, что всю электроэнергию для освещения своего дома Джон Серл производил сам.

Другой аппарат, внешне похожий на летающую тарелку, был обнаружен в подмосковном дачном поселке, и это первый в мире генератор электричества, которому не требуется топливо. Его изобретатель Сергей Годин уверен, что такого агрегата вполне хватит, чтобы обеспечить электричеством всех своих соседей по даче. Такое устройство, будучи установлено в подвале дома, полностью бы обеспечило большой современный жилой дом электричеством. Физик уверен, что на земле существует субстанция, до сих пор неизвестная современным учёным. Сергей Годин называет это явление эфиром.

Где взять бесплатное электричество

Добыть электричество можно из всего. Единственное условие: необходим проводник и разница потенциалов. Ученые и практики постоянно ищут новые альтернативные источники электричества и энергии, которые будут бесплатными. Следует уточнить, что под бесплатными подразумевается отсутствие платы за централизованное энергоснабжение, но само оборудование и его установка все же стоит средств. Правда, такие вложения с лихвой окупаются впоследствии.

На данный момент бесплатная электроэнергия добывается из трех альтернативных источников:

Методика получения электричестваОсобенности выработки энергии
Солнечная энергияТребует установки солнечных батарей или коллектора из стеклянных трубок. В первом случае электричество будет вырабатываться благодаря постоянному движению электронов под воздействием солнечных лучей внутри батареи, во втором — электричество будет преобразовано из тепла от нагрева.
Ветряная энергияПри ветре лопасти ветряка начнут активно вращаться, вырабатывая электричество, которое может сразу поставляться в аккумулятор или сеть.
Геотермальная энергияМетод заключается в получение тепла из глубины грунта и его последующей переработки в электроэнергию. Для этого пробуривают скважину и устанавливают зонд с теплоносителем, который будет забирать часть постоянного тепла, существующего в глубине земли.

Такие методы используются как обычными потребителями, так и в широких масштабах. Например, огромные геотермальные станции установлены в Исландии и вырабатывают сотни МВт.

loading…

Электричество из земли своими руками

Сначала на поверхности земли устанавливают проводник, который заземляют. Затем нужно подумать об устройстве, помогающем покинуть электронам проводник, то есть эммитере. Для этого можно использовать высоковольтный генератор или устройство, названное катушкой Тесла. Именно от его работы будет зависеть конечная сила тока.

Верхняя точка находится на определенном уровне потенциала земного электрического поля, которое начнет двигать электроны вверх к ней — туда, где находится эмиттер. Он будет освобождать электроны из металла проводника, а они, уже в качестве ионов, отправятся в атмосферу. Движение продолжается до тех пор, пока там потенциал не выровняется с электрическим полем Земли, то есть пока не будет достигнута нейтрализация.

Так природная электрическая цепь замыкается, и в нее включается потребитель энергии.

Следует учитывать, что электрическое поле находится выше заземленных проводников. В их роли выступают все постройки, деревья, линии электропередач и так далее. Поэтому чтобы установка работала в городских условиях, ее необходимо поднять выше расположенных поблизости крыш, шпилей и заземлителей.

Можно так представить электричество из земли. Схема перед вами.

Что необходимо для создания простой станции получения энергии

Как же осуществить получение электричества из воздуха? Минимум, необходимый для забора электроэнергии из воздуха, – земля и металлическая антенна. Между этими проводниками с разной полярностью устанавливается электрический потенциал, который накапливается на протяжении длительного времени. Учитывая непостоянность величины, рассчитать её силу почти невозможно. Подобная станция работает как молния: разряд тока происходит через определённое время, когда достигается максимальный потенциал. Таким способом можно получить довольно много электроэнергии, чтобы поддерживать работу электрической установки.

Альтернатива

В 1901 году знаменитый, гениальный учёный Николай Тесла сконструировал огромную башню Ворденклиф в Нью-Йорке. Компания JP Morgan взяла на себя финансовую часть проекта. Тесла хотел осуществить бесплатную радиосвязь и снабдить человечество бесплатным электричеством. Морган же просто ожидал беспроводную международную связь.

Идея бесплатного электричества привела в ужас промышленные и финансовые «Тузы». Желающих революций в мировой экономике не оказалось, все держались за сверхприбыли. Поэтому проект свернули.

Так что же построил Тесла? Как он собирался сделать бесплатное электричество? В XXI веке всё большую поддержку получает идея альтернативной энергетики, работающей на других источниках. Своеобразным оппонентом нефти, углю, газу здесь выступают возобновляемые ресурсы Земли и других планет.

Из чего можно получить бесплатное электричество? Солнечный свет, энергия ветра, земли, использование приливов и отливов, мускульная энергия человеческого тела могут изменить будущее планеты. Уйдут в прошлое трубопроводы, саркофаги реакторов. Многие государства смогут освободить свою экономику от необходимости закупать дорогостоящие источники электричества.

Поиску альтернативных источников энергии, которые легко возобновляются, уделяют большое внимание. В последние десятилетия человечество волнуют проблемы чистоты экологии, экономичности ресурсов

Полезные советы

Создавая прибор по добыче электроэнергии из воздуха, необходимо помнить об определенной опасности, которая связана с риском появления принципа молнии

Чтобы избежать непредвиденных последствий, важно соблюдать правильность подключения, полярность и прочие важные моменты.

Работы по изготовлению устройства для получения доступного электричества не требуют больших финансовых затрат или усилий. Достаточно подобрать простую схему и в точности следовать пошаговому руководству.

Конечно же, сверхмощный прибор своими руками создать проблематично, так как он требует более сложных схем и может обойтись в кругленькую сумму. А вот что касается изготовления простых механизмов, то такую задачу можно реализовать в домашних условиях.

Способ с нулевым проводом

Напряжение в жилой дом подается с использованием двух проводников: один из них фаза, второй – нуль. Если дом оборудован качественным заземляющим контуром, в период интенсивного потребления электроэнергии часть тока уходит через заземление в грунт. Подключив к нулевому проводу и заземлению лампочку на 12 В, вы заставите ее светиться, поскольку между контактами нуля и «земли» напряжение может достигать 15 В. И этот ток электросчетчиком не фиксируется.

Добыча электричества с помощью нулевого провода

Схема, собранная по принципу ноль – потребитель энергии – земля, вполне рабочая. При желании для выравнивания колебаний напряжения можно использовать трансформатор. Недостатком является нестабильность появления электричества между нулем и заземлением – для этого требуется, чтобы дом потреблял много электроэнергии.

Обратите внимание! Данный способ добывать даровое электричество пригоден только в условиях частного домовладения. В квартирах нет надежного заземления, а использовать в этом качестве трубопроводы систем отопления или водоснабжения нельзя

Тем более запрещено соединять контур заземления с фазой для получения электричества, так как заземляющая шина оказывается под напряжением 220 В, что смертельно опасно.

Несмотря на то, что такая система задействует для работы землю, ее нельзя отнести к источнику земной электроэнергии. Как добыть энергию, используя электромагнитный потенциал планеты, остается открытым.

Способ с двумя электродами

Простейший способ получить в домашних условиях электроэнергию – использовать принцип, по которому устроены классические солевые батарейки, где использована гальваническая пара и электролит. При погружении стержней, выполненных из разных металлов, в раствор соли, на их концах образуется разность потенциалов.

Мощность такого гальванического элемента зависит от целого ряда факторов, включая:

  • сечение и длину электродов;
  • глубину погружения электродов в электролит;
  • концентрацию солей в электролите и его температуру и т.д.

Чтобы получить электричество, требуется взять два электрода для гальванической пары – один из меди, второй из оцинкованного железа. Электроды погружают в грунт приблизительно на глубину в полметра, установив их на расстоянии около 25 см, относительно друг друга. Грунт между электродами следует хорошо пролить раствором соли. Замеряя вольтметром напряжение на концах электродов спустя 10-15 минут, можно обнаружить, что система дает бесплатно ток около 3 В.

Добыча электричества с помощью 2-х стержней

Если провести ряд экспериментов на разных участках, выяснится, что показания вольтметра варьируются в зависимости от характеристик грунта и его влажности, размеров и глубины установки электродов. Для повышения эффективности рекомендуется ограничить при помощи куска трубы подходящего диаметра контур, куда будет заливаться солевой раствор.

Внимание! Требуется использовать насыщенный электролит, а такая концентрация соли делает почву непригодной для роста растений.

Ответ читателю

Спасибо Вам, Александр, за очень интересный вопрос. Данная тема, поверьте, волнует не только Вас, но и большое количество жителей наше планеты, в том числе и автора данного материала и причин тому несколько.

  • Во-первых, это постоянный рост цен на энергоносители, что очень сильно толкает вверх инфляцию на прочие товары, из-за чего мы вынуждены вращаться как белки в колесе, постоянно наращивая производства, плюс современные банковские системы, но не будем об этом.
  • Во-вторых, многим не дает покоя окутанная тайной биография знаменитого сербского изобретателя Никола Тесла, который, по слухам, смог построить полноценную электростанцию, которая смогла обеспечить электрической энергией, взятой из эфира, целы город, но технологию заблокировали царившие в то время в Америке промышленники.
  • В-третьих, существуют рабочие схемы, которые мы и обсудим сегодня, а, как известно, все, что работает, можно усовершенствовать.

В интернете можно найти огромное количество видео, в которых домашние умельцы демонстрируют свои установки, которые в качестве источника энергии используют магнитное и электрическое поле Земли. Кто-то даже умудряется такие агрегаты продавать, но видеть в работе подобные устройства нам не приходилось, что, однако, не отрицает их реального существования.

Ходят слухи, что некая швейцарская компания, чье название автор успешно позабыл, официально продает за баснословные деньги компактные аппараты, с условием обслуживания только ее специалистами, компактные установки, способные обеспечивать электричеством полноценный дом со всеми приборами в нем.

Однако стоит понимать, что большинство таких фото и видео материалов являются подделками, с целью получения выгоды или славы, а отговорки, мол, выложить схемы устройств не можем, так как тут же изобретателей «прессанут» спецслужбы, можно считать лишь отговорками. При желании в интернет можно запустить что угодно, и вычистить это полностью будет нереально, хотя отрицать до конца теорию заговора, мы не хотим. Мало ли…

Но все это лирика, давайте поговорим, что мы можем соорудить своими руками, и может ли такая энергия пригодиться в быту.

Что правда, а что миф

Пробуем зажечь лампочку

Итак, можно ли получить электричество, использовав электрическое магнитное поле Земли?

Теоретически да! Земля – это, по сути, один огромный конденсатор, имеющий сферическую форму.

  • На внутренней поверхности планеты происходит накопление отрицательного заряда, тогда как на наружной – положительного.
  • Изолятор между ними – это атмосфера, через которую постоянно протекает ток, а разница потенциалов при этом сохраняется;
  • Потерянные заряды восстанавливаются за счет магнитного поля, являющегося, по сути, генератором.

Как же извлечь электричество из этой нехитрой схемы? Устройство должно состоять из следующих элементов:

  • Катушка Тесла (эмиттер) — генератор высоковольтный, который позволяет электронам покидать проводник;
  • Проводник;
  • Контур заземляющий, соединенный с проводником.

Дальнейшая инструкция в теории проста! В идеале, нам осталось подключиться к полюсу генератора и позаботится о качественном заземлении, но…

  • Самая высока точка установки, где располагается эмиттер, должна расположиться на такой высоте, чтобы потенциал электрического поля Земли, а точнее его разница, поднимал электроны вверх по проводнику.
  • Эмиттер, в виде ионов, станет их высвобождать в атмосферу и будет это происходить до тех пор, пока уровень потенциалов не сравняется.
  • К такой цепи могут подключаться потребители тока, причем их количество будет зависеть от мощности катушки Тесла.
  • Да, чуть не забыли! Нужно учесть высоту всех заземленных проводников в округе (деревья, металлические столбы, высотки и прочее) и сделать установку выше их всех, что делает затею практически нереальной к исполнению.

Реальность или миф

Когда речь идет о получении энергии из воздуха, большинство людей думает, что это откровенный бред. Однако добыть энергоресурсы буквально из ничего вполне реально. Более того, в последнее время на тематических форумах появляются познавательные статьи, чертежи и схемы установок, позволяющих реализовать такой замысел.

Принцип действия системы объясняется тем, что в воздухе содержится какой-то мизерный процент статистического электричества, только его нужно научится накапливать. Первые опыты по созданию такой установки проводились еще в далеком прошлом. В качестве яркого примера можно взять знаменитого ученого Николу Теслу, который неоднократно задумывался о доступной электроэнергии из ничего.

Талантливый изобретатель уделил этой теме очень много времени, но из-за отсутствия возможности сохранить все опыты и исследования на видео большинство ценных открытий осталось тайной. Тем не менее ведущие специалисты пытаются воссоздать его разработки, следуя найденным старым записям и свидетельствам современников. В результате многочисленных опытов ученые соорудили машину, которая открывает возможность добыть электричество из атмосферы, то есть практически из ничего.

Тесла доказал, что между основанием и поднятой пластиной из металла присутствует определенный электрический потенциал, являющий собой статическое электричество. Также ему удалось определить, что этот ресурс можно накапливать.

Затем ученый сконструировал сложный прибор, способный накапливать небольшой объем электрической энергии, используя лишь тот потенциал, который находится в воздухе. Кстати, исследователь определил, что незначительное количество электроэнергии, которая содержится в воздухе, появляется при взаимодействии атмосферы с солнечными лучами.

Рассматривая современные изобретения, следует обратить внимание на устройство Стивена Марка. Этот талантливый изобретатель выпустил тороидальный генератор, который удерживает намного больше электроэнергии и превосходит простейшие разработки прошлых времен

Полученного электричества вполне хватает для функционирования слабых осветительных приборов, а также некоторых бытовых устройств. Работа генератора без дополнительной подпитки осуществляется в течение большого промежутка времени.

Электричество из земли своими руками

Тем не менее многие люди не оставляют попыток извлечь электричество из земли, чтобы облегчить или изменить свою жизнь, и их не стоит останавливать, ведь самые важные открытия в истории человечества совершались именно упорными людьми, влюбленными в свои идеи.

Существует рейтинг самых популярных способов дешевого и быстрого получения электричества из земли.

Нулевой провод – нагрузка – почва

Переменный ток, благодаря которому в квартирах питаются все электрические приборы, поступает в жилища через два проводника: ноль и фазу. Из-за заземления большое количество энергии уходит в почву. Конечно, никому не хочется платить за то, что не удается использовать полностью. Поэтому предприимчивые люди уже давно поняли, как при помощи нулевого провода можно извлекать из земли энергию.

Этот способ основан на том, что земля в силу своих физических свойств является одновременно накопителем энергии и ее проводником.

Схема подземной прокладки кабеля

Чтобы извлечь электричество, нужно создать простейшую цепь.

  • На достаточном расстоянии в землю вкапывается два металлических кола, один из которых является катодом, а второй – анодом, в результате чего появится энергия напряжением от 1 до 3 В. Сила тока в этом случае будет ничтожно малой.
  • Чтобы увеличить напряжение и силу тока, придется на участке с огромной площадью вбить множество штырей, как последовательно, так и параллельно соединенных между собой. Последовательное соединение повышает напряжение, а параллельное – силу тока.
  • Когда напряжение достигнет 20-30 В, к цепи необходимо подключить простейший трансформатор для увеличения напряжения при выходе и аккумулятор для накопления и стабилизации электрической энергии. Последний этап – трансформация постоянного тридцати вольтажного тока в переменный, напряжением в 220 В.

Цинковый и медный электрод

Это самый простой, дешевый и эффективный на данный момент способ получения электрической энергии, именно по этому принципу устроены привычные всем батарейки.

Первым делом необходимо изолировать какое-то количество почвы, чтобы создать в ней максимально кислую среду. Затем подключить к этой изолированной земле цинковый и медный электроды. На выходе действительно получается электроэнергия. Этот принцип получения энергии во многом зависит от качества почвы – чем она кислее, тем лучше.

Аккумулятор из цинка и меди

Можно провести интересный эксперимент, поместив два ключа – медный и железный – в апельсин. В результате появляется напряжение до 1 В. Решающим фактором является площадь электродов, соприкасающихся с кислотой, и уровень кислотности самого апельсина.

Этого количества энергии хватает на зарядку простого телефона. Чтобы увеличить мощность, необходимо параллельно подключить к этой схеме еще несколько таких же цепей. В результате получится зарядить смартфон или ноутбук, но под электростанцию из апельсинов и электродов придется выделить огромное помещение.

Этот метод получения энергии хороший, но не надежный и не долговечный: как только начнется окисление цинковых и медных электродов, начнет падать напряжение, а затем прекратится поступление энергии. Исправить положение может счистка окиси и добавление кислоты.

Потенциал между крышей и землей

В земле устанавливается металлический штырь, от него к крыше протягивается провод, получившейся электрической энергией можно спокойно пользоваться.

Правда, только до первой грозы, ведь по сути – это настоящий проводник.

В лучшем случае пострадают проводка и электроприборы, в худшем возникнет угроза жизни обитателей дома.

Виды добычи

Альтернативное электричество может добываться из воздуха двумя способами:

  1. Ветрогенераторами;
  2. За счет полей, пронизывающих атмосферу.

Как известно, электрический потенциал имеет свойство накапливаться в течение определенного времени. Сейчас атмосфера изнизана различными волнами, производящимися электрическими установками, приборами, естественным полем Земли. Это позволяет говорить о том, что электричество из атмосферного воздуха можно добыть своими руками, даже не имея никаких специальных приспособлений и схем, но про особенности токопроизводства по этому варианты мы расскажем ниже.

Фото – грозовая батарея

Ветрогенераторы – это давно известные источники альтернативной энергии. Они работаю за счет преобразования силы ветра в ток. Ветряной генератор – это устройство, способное работать продолжительное время и накапливать энергию ветра. Данный вариант широко используется в различных странах: Нидерландах, России, США. Но, одной ветряной установкой можно обеспечить ограниченное количество электрических приборов, поэтому для питания городов или заводов устанавливаются целые поля ветроустановок. В использовании этого способа есть как достоинства, так и недостатки. В частности, ветер – это непостоянная величина, поэтому нельзя предугадать уровень напряжения и накопления электричества. При этом, это возобновляемый источник, работа которого совершенно не вредит окружающей среде.

Фото – ветряки

Видео: создание электричества из воздуха

Простые схемы

Желая добыть атмосферное электричество своими руками, следует рассмотреть различные схемы и чертежи. Некоторые из них настолько простые, что даже начинающий изобретатель без особых трудностей сможет воплотить их в жизнь и создать примитивную установку

Важно отметить, что современные сети и линии электропередач вызывают дополнительную ионизацию воздушного пространства, что повышает количество электрического потенциала, содержащегося в атмосфере. Остается научиться добывать его и накапливать

Наиболее простая схема подразумевает использование земли в качестве основания и металлической пластины в виде антенны. Такое устройство может накапливать электроэнергию из воздуха, а затем распределять ее для решения бытовых задач.

При создании такой установки не приходится задействовать дополнительные накопительные приборы или преобразователи. Между металлической землей и антенной устанавливается электрический потенциал, который имеет свойство расти. Однако из-за непостоянной величины предугадать его силу очень проблематично.

Принцип работы такого устройства чем-то напоминает молнию — когда потенциал достигает пиковой отметки, происходит разряд. Из-за этого можно добыть из земли и атмосферы внушительный объем полезных ресурсов.

Среди плюсов вышеописанной схемы следует выделить:

  1. Простоту реализации в домашних условиях. Такой опыт можно с легкостью выполнить в домашней мастерской, используя подручные материалы и инструменты.
  2. Дешевизну. При создании устройства не придется покупать дорогие приспособления или узлы. Достаточно найти обычную металлическую пластину с токопроводящими свойствами.

Однако кроме плюсов есть и существенные недостатки. Один из них заключается в высокой опасности, связанной с невозможностью рассчитать примерное количество ампер и силу импульса. Также в рабочем состоянии система создает открытый контур заземления, способный притягивать молнию. Именно по этой причине проект не приобрел массового распространения.

Атмосферное электричество своими руками

По схеме, расположенной ниже, можно провести опыт посерьезней, и повторить эксперимент самого Теслы, собрав миниатюрную катушку.

Саму катушку можно намотать корпус от маркера (диаметр маркера около 25 мм), количество витков должно быть в диапазоне от 700 до 1000, провод с сечением 0,14 мм. Вторичная обмотка должна состоять из 5 витков провода диаметром 1,5 мм. Для первичной обмотки потребуется около 50 м провода. Активный компонент в этом устройстве – это транзистор 2n2222, также имеется резистор и, в общем-то,  это все компоненты, которые входят в эту катушку.

Несмотря на то, что катушка получится маленькой, она все равно сможет выдавать небольшую искру, если вы дотронетесь до нее пальцем, зажечь спичку или заставить лампочку гореть. Наматывать проволоку можно на любой корпус, главное, чтобы в нем не было металлических частей. Не повторяйте ошибку, которую совершают многие. Если хотите сделать ее автономно не засовывайте батарею внутрь корпуса, если внутри находится транзистор, катушка работает нормально и почти не греется, но если бы там была батарея, то магнитное поле, которое создает сам трансформатор Теслы, будет влиять на батарею, и вы выведете из строя транзистор. Чем аккуратнее получится у вас наматывать витки, тем лучше будет результат, а для того, чтобы катушка сохранилась у вас подольше, можно покрыть ее бесцветным лаком для ногтей.

Более серьезные эксперименты требуют больших денежных, временных и силовых затрат, но даже на схеме выглядят впечатляюще.

Наверняка у вас на кухне есть вентиляционный канал, который иногда работает даже в выключенном состоянии, от сквозняка. Его можно использовать для того, чтобы бесплатно осветить комнату. Сделать это можно из подручных материалов, все подробно рассказано в видео:

Схема простой электростанции:

Читайте также:

  • Какой электрический ток называют переменным: где используют
  • Напряженность электрического поля

Электричество из земли

Земля является своего рода сферическим конденсатором, который заряжен до 300 000 В. Внутри поверхность имеет отрицательный заряд, а снаружи, в ионосфере — положительный. Атмосфера выступает в роли изолятора. Через нее протекают огромные токи, но разность потенциалов остается прежней.

Из этого следует, что существует природный генератор, восполняющий утерянные заряды. Им выступает магнитное поле, благодаря подключению к которому и удается получать электричество из земли.

Процесс состоит в создании надежного заземления с одной стороны, и подсоединении к генераторному полюсу, с другой. Если первую задачу реализовать просто, то со второй придется изрядно повозиться.

Добыча из воздуха

Атмосферное электричество вполне может быть использовано. Многих привлекает возможность поставить себе на службу природную стихию во время грозы.

В атмосфере также присутствуют волны от поля планеты. Оказывается, электричество можно добыть из воздуха своими силами, не применяя сверхсложные устройства.

Некоторые способы следующие:

  • грозовые батареи используют свойство электрического потенциала накапливаться;
  • ветрогенератор преобразовывает в электричество силу ветра, работая долгое время;
  • ионизатор (люстра Чижевского) — популярный бытовой прибор;
  • генератор TPU (тороидального) электричества Стивена Марка;
  • генератор Капанадзе — бестопливный энергетический источник.

Рассмотрим подробно некоторые из устройств.

Ветрогенераторы

Популярный и всеобще известный источник энергии, получаемой с помощью ветра — ветрогенератор. Подобные устройства давно применяются во многих странах.

Установка в единственном числе ограниченно обеспечивает нужды электропитания. Поэтому приходится добавлять генераторы, если нужно обеспечить энергией крупное предприятие. В Европе существуют целые поля с ветряными установками, абсолютно не наносящими вреда природе.

Стоит отметить: недостатком может считаться невозможность рассчитать заранее величины напряжения и тока. Следовательно, нельзя сказать, сколько накопится электричества, так как действие ветра не всегда предсказуемо.

Грозовые батареи

Устройство, накапливающее потенциал с использованием атмосферных разрядов, называется грозовой батареей.

Схема прибора включает лишь антенну из металла и заземление, не имея сложных преобразовывающих и накапливающих компонентов.

Между частями прибора появляется потенциал, который затем накапливается. Воздействие природной стихии не подлежит точному предварительному расчету и данная величина также непредсказуема.

Важно знать: это свойство довольно опасно при реализации схемы своими руками, так как создавшийся контур притягивает молнии с напряжением до 2000 Вольт.

Тороидальный генератор С. Марка

Устройство, изобретенное С. Марком, способно вырабатывать электричество через некоторое время после его включения.

Генератор TPU (тороидальный) может питать бытовые приборы.

Конструкция состоит из трех катушек: внутренней, внешней и управляющей. Он действует из-за появляющихся резонансных частот и магнитного вихря, способствующих образованию тока. Правильно составив схему, подобный прибор можно сделать самому.

Генератор Капанадзе

Изобретатель Капанадзе (Грузия) воспроизвел генератор свободной энергии, в основе разработки которого лежал загадочный трансформатор Н. Тесла, дающий гораздо большую выходную мощность, чем в токе контура.

Генератор Капанадзе — бестопливное устройство, являющееся примером новых технологий.

Запуск осуществляется от аккумулятора, но дальнейшая работа продолжается автономно. В корпусе осуществляется концентрация энергии, добываемая из пространства, динамики эфира. Технология запатентована и не разглашается. Это практически новая теория электричества и распространения волн, когда энергия передается от одной частицы среды к другой.

Гальванический элемент

Следующий способ – простая химия. Это самый реальный и понятный способ получения электричества из земли в домашних условиях. Для этого нужны медные и цинковые электроды. В их роли могут выступать пластины, штыри, гвозди. Если медь распространена – с цинком могут возникнуть проблемы, поэтому легче найти оцинкованное железо.

Нужно забить ваши электроды в землю на одинаковом расстоянии друг от друга. Допустим 1 метр в глубину и 0,5 метра между электродами. В таком случае медь будет катодом, а цинк – анодом. Напряжение такого элемента может составлять порядка 1-1,1 Вольта. Это значит, чтобы получить из земли электричество напряжением в 12 вольт нужно забить 12 таких электродов и соединить их последовательно.

Решающим фактором в такой батарее является площадь электродов, от этого зависит и сила тока, ровно, как и от того, что находится между ними. Для того, чтобы батарея выдавала ток – земля должна быть влажной, для этого её можно полить, иногда цинковый электрод заливают раствором соли или щёлочи. Для повышения токовой отдачи можно забить больше электродов и соединить их параллельно. Таким образом устроены все современные батареи и аккумуляторы.

На схеме ниже вы видите еще одну интересную реализацию такой батареи из медных труб и оцинкованных стержней.

Однако с течением времени электроды разрушаться и батарея постепенно прекратит свою работу.

Возможно ли это

Прежде чем рассмотреть технологические схемы и ответить на вопрос «как взять электроэнергию из почвы?», давайте разберемся насколько это реально.

Считается, что в земле очень много энергии и, если сделать установку – вы вечно будете бесплатно ей пользоваться. Это не так, ведь чтобы получить энергию нужен определенный участок земли и металлические штыри, которые вы в неё установите. Но штыри будут окисляться и рано или поздно приём энергии закончится. Кроме того, её количество зависит от состава и качества самой почвы.

Чтобы добиться хорошей мощности нужен очень большой участок земли, поэтому в большинстве случаев энергии, полученной из земли, достаточно для включения пары светодиодов или небольшой лампочки.

Из этого следует, что энергию из земли получить можно, но использовать её как альтернативу электросетям вряд ли получится.

Найден новый способ получения электричества: Город: Среда обитания: Lenta.ru

Житель республики Сьерра-Леоне в Западной Африке Джеремия Торонка (Jeremiah Thoronka) разработал специальную установку, которая позволяет обеспечить электричеством тысячи домов без особых усилий и вреда природе. Молодой человек нашел способ производства «чистой» энергии из вибраций в окружающей среде, сообщает «Би-би-си».

Третий год подряд Торонка, которому сейчас 20 лет, занимается решением проблемы дефицита энергоснабжения родной страны, с которой сам сталкивался с детства. Поступив в Африканский университет лидерства в Руанде (African Leadership University in Rwanda), молодой человек основал инновационный стартап по производству электричества Optim Energy.

В основе технологии лежит пьезоэлектрическое устройство, которое использует энергию тепла, движения и давления из окружающей среды. Когда установка находится под дорогой с интенсивным движением транспорта и пешеходным трафиком, она поглощает вибрации и использует их для генерации электрического тока. Выбросов парникового газа, в отличие от классических электростанций, при этом нет, так как отсутствует процесс сжигания топлива.

Материалы по теме:

Такой источник электричества имеет преимущества и перед некоторыми альтернативными установками для выработки энергии. Работа вибрационных устройств не зависит от погодных условий, как солнечные и ветряные станции. Еще одним большим плюсом изобретения является отсутствие необходимости в батареях и подключении к внешнему источнику питания.

По данным организации «Устойчивая энергия для всех» (Sustainable Energy for All (SEforALL)), только 26 процентов населения Сьерра-Леоне имеют доступ к электричеству. В сельской местности большинство людей не могут подключиться к национальной сети. С доступным электричеством у детей появится больше времени для учебы и включения в цифровую среду мира, а у взрослых — возможность поддерживать экономическую деятельность, считает представитель университета Винни Мучина (Winnie Muchina).

Компания Optim Energy провела успешную пилотную программу в нескольких районах, и население с радостью приняло новинку. Используя два устройства, стартап бесплатно обеспечил электроэнергией 150 домов с населением в 1,5 тысячи человек, а также 15 школ. Кроме того, Торонка выпустил онлайн-калькулятор энергоэффективности, который отслеживает модели потребления людей в зависимости от использования ими разной бытовой техники.

Работа Торонки получила международное признание. В марте 2021 года ему вручили «Молодежную премию содружества» (Commonwealth Youth Award), которую ежегодно присуждают пяти молодым людям, изменившим жизнь своих сограждан в лучшую сторону. Приз в 2,8 тысячи долларов Торонка потратит на развертывание устройств еще в нескольких городах и прибрежных регионах Сьерра-Леоне, чтобы к 2030 году обеспечить электроэнергией около 100 тысяч человек.

В поисках новых источников энергии, которые являются безопасными для природы, другая африканская страна, Кения, решила подробнее изучить ресурсы подземных вод. Национальная электростанция Олкария компании Kenya Electricity Generating Co (KenGen) получает электричество из геотермальных залежей в вулканических зонах, пропитанных сернистыми газами.

Шесть необычных источников энергии, которые пригодятся человечеству — Российская газета

Тысячелетиями люди учились извлекать, преобразовывать и использовать всё новые виды энергии. Мы получали её больше и больше — готовя на огне пищу, бросая в топку прогресса сначала дрова, потом уголь, нефть, газ, атомное ядро. Мы научились добывать её из воды, ветра, солнца, даже из отходов. Но её всё равно не хватает. Держите подборку самых необычных научно-инженерных разработок — некоторые из них уже дают человечеству новую энергию!

Борщевик: из паразита в суперконденсаторы

Источник. Борщевик Сосновского. Растение, которое активно разводили в СССР как ценную кормовую культуру, оказалось страшным сорняком: оно захватывает всё новые территории, вызывает у людей ожоги, а в пищу животным не годится.

Сюжет напоминает роман и одноимённый фильм «День триффидов».

Условия. Использовать борщевик как источник энергии придумали российские учёные из НИТУ «МИСиС».

Увидев эту новость, мы подумали, что это первоапрельская шутка. Проверили дату — август. Значит, всё серьёзно!

Технология подготовки сорняка к работе на нужды энергетики описывается так: «Из сухих стеблей борщевика нарезали бруски длиной около сантиметра. Затем для удаления различных неорганических соединений, которые содержатся в стеблях, обработали их соляной кислотой, промыли и высушили. Для получения углеродного материала измельчённые стебли борщевика насытили углекислым газом при температуре 400 °С. На следующей стадии полученный материал смешали с гидроксидом калия и провели его активацию, то есть открыли образовавшиеся поры в атмосфере аргона при различных температурах».

Применение. Борщевик предлагается задействовать в устройствах накопления энергии — суперконденсаторах. От традиционных батарей они отличаются высокой мощностью и продолжительным сроком службы. При изготовлении электродов для суперконденсаторов используются углеродные материалы с большим количеством пор разного размера. Обработанные стебли борщевика хорошо для этого подходят.

Эффективность. Учёные утверждают, что борщевик в качестве материала для электродов, конечно, уступает графену, но ничуть не хуже других растительных материалов, например переработанной скорлупы орехов.

Плюсы

Отечественная разработка соответствует мировому тренду на использование растительного экологичного сырья.

Минусы

Радует и тот факт, что растение-террорист наконец начало приносить пользу Работать с борщевиком опасно: он вызывает ожоги. К тому же вряд ли кому-то придёт в голову снова засевать поля борщевиком, а значит, непонятно откуда брать сырьё в будущем


Водоросли: зелёные универсалы

Источник. Водоросли — подойдут и обычные зелёные, и диатомовые — те, которые с кремниевым панцирем, и микроводоросли, крошечные одноклеточные растения. В океане этого добра очень, очень много. Нужно только создать подходящие условия для извлечения липидов, которые запасают водоросли. А из них можно получать энергию.

Кстати, по одной из версий, именно из водорослей миллионы лет назад на Земле образовалась нефть. Можно ли ускорить этот процесс? Над этим учёные тоже работают.

Условия. Для быстрого роста и размножения водорослям необходимы вода, углерод и солнечный свет. Ничего сложного!

Применение. Пионером в области добычи энергии из водорослей стала Япония, у которой нет собственных запасов углеводородов, зато предостаточно водных ресурсов. Электростанция компании Tokyo Gas занимается промышленным сбраживанием морских растений: водоросли собирают, добавляют к ним воду, измельчают до состояния жижи, а затем ферментируют при помощи микроорганизмов. В результате выделяется метан, который поступает в газовый двигатель, вращающий генератор. Выдаваемой мощности в 10 кВт хватает, чтобы обеспечить электричеством десять домов с офисами и производственными помещениями Tokyo Gas.

Bio Intelligent Quotient House в Гамбурге Фото: IBA-Hamburg GmbH / Johannes Arlt

В мире есть несколько биогибридных многоэтажных жилых домов, снаружи покрытых биомассой из водорослей (в аккуратных аквариумах и стеклянных панелях), которая полностью обеспечивает жильцов энергией.

Например, в 2013 году в Гамбурге появился необычный 15-квартирный дом Bio Intelligent Quotient House. Его фасад покрыт 129 продуваемыми аквариумами, внутри которых расположены биореакторы с морскими водорослями. Накопленное тепло используется для подогрева воды в системе отопления. А в израильском городе Димона можно увидеть настоящие висячие сады из морских растений. Их выращивают в подвесных ёмкостях с солёной водой, сушат и превращают в биотопливо.

Эффективность. С 1 га можно получить 150 тыс. кубометров биогаза в год — сравнимо с мощностью типовой газовой скважины и достаточно, чтобы в течение всего периода снабжать энергией небольшой населённый пункт.

Плюсы

Всё очень экологично: топливо образуется за счёт фотосинтеза и брожения. К тому же водорослей можно развести сколько угодно, это практически бесконечный ресурс

Минусы

Нужно очень много воды


Вулканы: спящие монстры

Источник. Горячая магма, наземные и подводные вулканы.

Условия. Наличие вулканических скважин, высокая температура и присутствие сверхкритической жидкости — вещества, находящегося в промежуточном состоянии между обычной жидкостью и газом. Из генератора, работающего на сверхкритической жидкости, можно извлечь в 10 раз больше электричества, чем из обычного кипятка.

Под землёй довольно тепло — и чем глубже, тем теплее. В километре от поверхности всего 30 °С, в Кольской сверхглубокой скважине на глубине 12 км — 212 °С. А на глубине 100 км температура предположительно достигает 1300-1500 °С.

Применение. В 2013 году американские исследователи взялись за разработку вулканической энергии, выбрав в качестве испытуемого спящий вулкан Ньюберри в штате Орегон. Глубоко в горячие горные породы закачивалась солёная вода. При нагреве она превращалась в пар, который попадал в генератор, вырабатывавший электроэнергию.

Похожие электростанции заработали во Франции, Германии, России и других странах. В Исландии сверхкритическую жидкость используют для обеспечения энергией столицы — Рейкьявика. Этот проект получил название «Тор» в честь популярного скандинавского бога с молотом. На склоне вулкана, который извергался несколько веков назад, пробурили скважину глубиной 4600 метров. Температура внутри оказалась около 420 °С. Чтобы полностью обеспечить Рейкьявик энергией, достаточно пяти таких скважин.

Мутновская ГеоЭС на Камчатке — крупнейшая геотермальная электростанция России Фото: paul-fish.livejournal.com, Севзапэнергомонтажпроект

Российские геотермальные электростанции расположены на Дальнем Востоке, в частности на Сахалине и Камчатке. Самая мощная — у подножия вулкана Менделеева на острове Кунашир, она выдаёт 7,4 МВт и снабжает энергией дома местных жителей.

Эффективность. По оценке Геологической службы США, геотермальные источники энергии могут дать половину необходимого стране электричества.

Плюсы

Энергии много — запасов земного тепла хватит на несколько миллиардов лет. И эта энергия не слишком загрязняет атмосферу

Минусы

В горячие недра Земли добираться сложно и дорого. А там, где расплавленная магма близка к поверхности, скажем так, довольно опасно


Сточные воды: отходы в доходы

Источник. Канализация, стоки от производства.

Условия. В неочищенной воде должна быть органика, например отходы пищевой промышленности или нашего организма.

Применение. Профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан и его коллеги в 2012 году придумали, как вырабатывать электричество в процессе очистки воды из канализации. Для этого нужна большая колония экзоэлектрогенных бактерий — микроорганизмов, которые питаются органикой из сточных вод и при этом производят электричество.

Экзоэлектрогенные бактерии — это готовые биобатареи: в процессе обмена веществ они генерируют электроны и выводят их наружу.

Экзоэлектрогенные бактерии Фото: NASA

В России микробными топливными элементами занимается Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева. Здесь разрабатывают собственную микробную систему очистки вод с синхронной генерацией электроэнергии.

Эффективность. По оценке создателей, сточные воды могут возвращать от 7 до 17% всей потребляемой людьми электроэнергии.

Плюсы

Вода очищается, энергия вырабатывается

Минусы

Вряд ли всем понравится работать с канализационным стоком и прочими отходами


Городская инфраструктура: ни шагу без пользы

Источник. Турникеты, двери и тротуарная плитка.

Условия. Нужны прохожие на тротуарах и желающие проходить через турникеты.

Применение. Несколько исследовательских центров пытаются использовать потоки людей как генераторы энергии. Например, на вокзале в токийском районе Сибуя турникеты оснащены электрогенераторами, а в полу под ними встроены пьезоэлементы. Электричество производится от давления и вибраций, создаваемых людьми, которые на них наступают. В голландском центре Natuurcafe La Port для выработки электричества используют энергию усилия, прикладываемого посетителями для открывания дверей.

Дверной турникет с электрогенератором Фото: Natuurcafe La Port

Пьезоэлемент — это когда при сжатии в кристаллах возникает электрический заряд.

Эффективность. С помощью пьезоэлементов извлекают электричество из тротуарных плит в центре Лондона. Изобретение протестировали в 2012 году во время Олимпиады. За две недели оно дало 20 млн джоулей энергии для освещения улиц.

Плюсы

Толпам зевак наконец-то нашлось применение

Минусы

Во время локдаунов не работает


Человек: ты ж моя батарейка!

Источник энергии. Тепло наших тел.

Условия работы. Нужно, чтоб мы были теплее окружающей среды.

Применение. Есть два типа технологий, собирающих тепло наших тел: гаджеты индивидуального пользования и устройства, аккумулирующие энергию групп людей.

Здесь работает термоэлектрический эффект: если один конец проводника (или соединения двух проводников из разных материалов) теплее другого, между этими концами возникает разность потенциалов.

Энн Макосински. Она создала фонарик без батарейки и аккумуляторов Фото: annmakosinski.com

Индивидуальные устройства появились совсем недавно. Например, в Южной Корее придумали генератор, который встраивается в гибкую стеклянную пластинку, дополняющую фитнес-браслет, и подзаряжается от тепла руки. А канадская изобретательница Энн Макосински создала фонарик без батарейки и аккумуляторов — он заряжается от разницы температур воздуха и человеческого тела.

Изобретение она сделала в 15 лет — и получила за это главный приз на международной научной ярмарке Google.

Устройства, аккумулирующие групповое тепло, используются в некоторых энергоэффективных домах. Люди и бытовые приборы выделяют тепло, которое расходуется на обогрев здания. Причём источником энергии не всегда являются обитатели этого дома — во Франции агентство социального жилья Paris Habitat придумало использовать для отопления 17 квартир тепло тел пассажиров метро, которые в большом количестве проходят под зданием. В Стокгольме на Центральном железнодорожном вокзале установили специальные устройства, которые преобразуют тепло человеческих душ в отопление соседнего 13-этажного дома. А доверчивые шведы и не подозревают об этом!

Эффективность. Человек — ходячая электростанция, которая работает на непрерывных химических реакциях. При спокойной ходьбе наше тело может питать лампочку мощностью в 60 ватт или подзаряжать телефон, а при занятиях спортом — развивать до 2000 ватт. К сожалению, всё это лишь в теории, а на практике цифры надо делить как минимум на десять, ведь современные термоэлектрические преобразователи имеют очень низкий КПД — менее 10%.

Плюсы

Тело всегда под рукой. А также — ногой, животом и прочими частями тела Низкий КПД.

Минусы

Вообще, главными препятствиями для развития всех этих источников энергии являются недостаток финансирования и медленная окупаемость

Альтернативная энергия для частного дома своими руками

 

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками

Когда не помогает технический прогресс, человечество начинает задумываться о природных источниках необходимой энергии, благодаря которым можно обогреть и осветить свой дом. Вот основные из них:

Рассмотрим идею создания генератора из биоотходов. Действие его будет аналогично природному газу: отходы помещают в закрытую емкость, в результате их разложения выделяются метан и сероводород с углекислотой. Такие источники энергии используются на животноводческих фермах, и тем, кто желает перенять опыт, необходимо либо иметь собственное хозяйство, либо регулярно получать его отходы, и где-то их хранить. Хозяйством занимаются многие, у кого есть частные дома (например, держат кур), так что попробовать вполне можно.

Для создания генератора нужна емкость, которая будет герметично закрываться. В ней должен быть смонтирован специальный шнек для того, чтобы перемешивать отходы. Также, помимо отверстия для загрузки биоматериала, необходима трубка для отвода газа и штуцер для выемки отработанных отходов. Кстати, их можно использовать для удобрения земли и получения хорошего урожая. Повторюсь, что герметичность емкости крайне обязательна, иначе никакой энергии создать не получится. Если емкость не будет использоваться постоянно, то в ней нужен будет еще и клапан для сброса давления.

Итак, подберите размер емкости в зависимости от того, какое количество биоматериала вы планируете использовать. Выберите место для установки конструкции. Имейте в виду, что 1 тонна отходов ориентировочно дает 100 кубов газа. Дабы процесс развивался более динамично – необходимо организовать подогрев емкости. Для этого вам понадобится либо змеевик, либо установка ТЭНа. Бактерии, содержащиеся в отходах, становятся активными при нагревании.

Когда емкость нагреется до нужной температуры – подогрев должен отключиться автоматически. Газ, который получится при этом, преобразовывается в электричество через газовый генератор.

Чтобы использовать энергию ветра, также понадобится генератор, аккумулятор с контроллером для измерения уровня заряда и преобразователь напряжения. Все схемы ветрогенераторов работают по единому принципу. На собранную раму крепятся поворотный узел, лопасти и генератор на станине. Затем монтируется лопата с пружинной стяжкой. Генератор соединяют с поворотным узлом и устанавливают токосъемник. Далее провода подводят к батарее. При выборе пропеллера обратите внимание на его диаметр: от этой величины зависит, какое количество лопастей будет оптимальным для вашего ветрогенератора, и собственно – какое количество энергии он сможет генерировать.

Как вы видите, ничего сложного в монтаже и установке генераторов электроэнергии нет. Необходима, конечно, определенная сноровка, но чего не сделаешь в целях экономии средств! Помните только, что источники энергии (биоотходы и ветер) также должны быть постоянными.

Следующий вид альтернативного источника энергии – тепловой насос. Его устройство сложнее, а монтаж более затратный, поскольку предполагает бурение скважин на участке. Поэтому вряд ли он подойдет неискушенному владельцу загородного дома. Кроме того, будет необходим еще и водоем.

Остановимся лучше кратко на солнечных батареях. Их собрать немного проще, потому, что можно купить готовые фотоэлементы. На них есть отметки о мощности в вольт-амперах, поэтому вы сможете рассчитать, какое количество фотоэлементов вам необходимо.

Чтобы собрать корпус солнечной батареи вам понадобится лист фанеры. К нему вы прибьете деревянные рейки и просверлите отверстия для вентиляции. Внутрь необходимо поместить лист ДВП, на котором будет размещена уже готовая (спаянная) цепь фотоэлементов. Останется только проверить работоспособность цепи и прикрутить оргстекло. Вот, пожалуй, и все.

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками


Экология потребления.Усадьба:Сегодня мы поговорим об альтернативных источниках энергии. Тарифы на электроэнергию растут день ото дня. А в некоторый районах

Источник: econet.ru

 

Собираем альтернативный источник энергии: лучшие идеи для частного дома

Генератор из биоотходов

Биогаз – это экологически чистый вид топлива. Используют его аналогично природному газу. Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в ёмкость, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислоты.

Данную технологию активно используют в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы в домашних условиях получать биогаз непрерывно, нужно иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Для сооружения такой установки понадобится герметичная ёмкость с вмонтированным шнеком для перемешивания, патрубок для отвода газа, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отработанных отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, то понадобится установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы у ёмкости не сорвало «крышу». Порядок действий следующий.

  1. Выбираем место для обустройства ёмкости. Размер подберите исходя из количества имеющихся отходов. Для эффективной работы целесообразно её заполнение на две трети. Резервуар может быть металлическим или из армированного бетона. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой ёмкости. Из тонны отходов выйдет 100 кубов газа.
  2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, потребуется подогрев содержимого. Его можно осуществить несколькими путями: под ёмкость поместить змеевик, подключенный к системе отопления или установить ТЭНы.
  3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определённой температуре они становятся активными. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит обогрев при поступлении новой партии и отключит, когда отходы прогреются до заданной температуры.

Полученный газ можно преобразовать в электричество через газовый электрогенератор.

Совет. Отработанные отходы используются в качестве компостного удобрения для садовых грядок.

Энергия из ветра

Наши предки давно научились применять энергию ветра для своих нужд. В принципе, с тех пор конструкция почти не изменилась. Только жернова сменил привод генератора, преобразующий энергию вращающихся лопастей в электричество.

Для изготовления генератора понадобятся следующие детали:

  • генератор. Некоторые используют мотор от стиральной машинки, слегка преобразовав ротор;
  • мультипликатор;
  • аккумулятор и контроллер его заряда;
  • преобразователь напряжения.

Существует множество схем самодельных ветрогенераторов. Все они комплектуются по одному принципу.

  1. Собирается рама.
  2. Устанавливается поворотный узел. За ним монтируются лопасти и генератор.
  3. Монтируют боковую лопату с пружинной стяжкой.
  4. Генератор с пропеллером крепится на станину, затем её устанавливают на раму.
  5. Подсоединяют и соединяют с поворотным узлом.
  6. Устанавливают токосъёмник. Соединяют его с генератором. Провода подводят к батарее.

Тепловой насос

Чтобы получить энергию из земных глубин, потребуется соорудить достаточно сложное устройство, которое позволит получать альтернативную энергию из грунтовых вод, самого грунта или из воздуха. Чаще всего такие устройства применяют для обогрева помещений. По сути, агрегат представляет собой большую холодильную камеру, которая при охлаждении окружающей среды преобразует энергию и отдаёт в виде тепла с высоким потенциалом. Составляющие системы:

  1. Наружный и внутренний контур с фреоном.
  2. Испаритель.
  3. Компрессор.
  4. Конденсатор.

Коллектор можно установить вертикально, если площадь участка не позволяет установить горизонтальный. Бурят несколько глубоких скважин и опускают в них контур. Горизонтально его располагают в грунт на глубину полтора метра. Если дом расположен на берегу водоёма, теплообменник прокладывают в воде.

Компрессор можно взять от кондиционера. Конденсатор изготавливается из 120 л бака. В ёмкость вставляется медный змеевик, по нему будет циркулировать фреон, и вода из отопительной системы начнёт прогреваться.

Испаритель изготавливается из пластиковой бочки объёмом более 130 литров. В этот бак вставляется ещё один змеевик, его совмещение с предыдущим будет осуществляться через компрессор. Патрубок испарителя делают из обрезка канализационной трубы. Посредством патрубка регулируется поступление воды из водохранилища.

Испаритель опускается в водоём. Вода, обтекая его, побуждает испарение фреона. Газ поднимается в конденсатор и отдаёт тепло воде, которая окружает змеевик. Теплоноситель циркулирует в системе отопления, обогревая помещение.

Совет. Температура воды водоёма не имеет значения, важно лишь её постоянное наличие.

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.

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.

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.

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.

  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.

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками, видео


Инженеры создали ряд устройств, которые можно сделать своими руками для возобновления энергоресурсов. Статья расскажет об устройствах для получения энергии.

Источник: dachadizain.ru

 

Альтернативное отопление частного дома своими руками

Здесь вы узнаете:

Расценки на коммунальные услуги постоянно растут, что вынуждает людей использовать более экономичные и дешевые источники тепла. Для этого разработано множество технологий, позволяющих вырабатывать тепловую энергию с минимальными денежными затратами. Альтернативные источники энергии для частного дома позволяют оптимизировать затраты и получить недорогое тепло для отопительных систем. Что же это за источники? Об этом мы поговорим в рамках данного обзора.

Самые распространенные альтернативные источники тепла:

  • Солнечная энергия – доступна во многих регионах, причем почти бесплатно;
  • Тепловые насосы – нельзя сказать, что это самый экономичный вариант обогрева, но смысл в использовании все-таки есть;
  • Топливные брикеты и биотопливо – созданны природой;
  • Ветрогенераторы – дорогое оборудование, позволяющее задействовать дармовую энергию ветра;
  • Инфракрасное отопление – отличная альтернатива обычному водяному отоплению.

Поговорим обо всем более подробно и вычислим их сильные и слабые стороны.

Котел на биотопливе

Человечество, в результате своей деятельности, производит гигантское количество отходов. Многие из них имеют биологическую природу и не вредят экологии. К ним относятся древесные щепки, кукурузные початки, солома, торф и многое другое. Все это прекрасно горит, о чем свидетельствуют взрывы на деревообрабатывающих комбинатах и горящие торфяники. Поэтому подобным видам топлива уделяется все большее внимание – на рынке начали появляться прессованные брикеты, пеллеты, торф в гранулах, прессованная древесина и прочие продукты, изготовленные из растительных материалов.

В результате на свет появляется экологически чистое топливо, которое можно использовать для обогрева частных домов. Оно не загрязняет окружающую среду, избавляя ее от гор ненужного мусора. Естественно, что та же древесная стружка может сгнить самостоятельно, никак не повлияв на экологию. Но зачем пропадать столь ценному материалу, который может стать отличным альтернативным источником? Достаточно только спрессовать ее и придать удобную для применения форму.

Тепловые насосы

Тепловая альтернативная энергия окружает нас повсюду. Она есть в земле, воде и даже в воздухе. Поэтому нам ничто не мешает аккумулировать ее и подавать в обогреваемые помещения. Например, тепло может быть извлечено из незамерзающих слоев грунта, начинающихся уже в нескольких метрах под землей. Тепловые насосы закачивают туда специальный теплоноситель, испаряющийся при низких температурах. Наверху он конденсируется и отдает тепло в помещения (примерно таким образом работает холодильник, забирая тепло у продуктов и отдавая его в атмосферу через радиатор).

Тепловые насосы не являются автономными источниками тепла, так как для их работы нужна электроэнергия. Но если сравнивать «прожорливость» классических электрических отопительных систем и систем, построенных на базе тепловых насосов, то экономичность может достигать 20-30%, в зависимости от источника тепловой энергии и эффективности оборудования. Откуда выгоднее брать тепло?

  • Из воздуха – специалисты отмечают невысокую стоимость оборудования, но оно будет эффективным только в теплых регионах, так как падение температуры воздуха приводит к падению эффективности работы теплового насоса;
  • Из грунтовых вод – подводные течения, расположенные ниже линии промерзания грунта, никогда не замерзают и являются отличным источником тепла;
  • Из грунта – тепла в земле очень много, так как на глубине уже нескольких метров температура всегда положительная.

Любой из этих источников можно использовать для обогрева своего жилища.

Солнечные коллекторы

Солнце поставляет на нашу планету гигантское количество тепловой и световой энергии. Человек давно стремится овладеть этой альтернативной энергией, но сталкивается с многочисленными проблемами. Главное проблемой является ограниченное количество энергии, получаемой на 1 кв. м. земной поверхности. Поэтому солнечные коллекторы, используемые для аккумуляции тепла от нашей родной звезды, обладают достаточно большими размерами.

Солнечные коллекторы устанавливаются на крыше и служат для генерации почти дармового тепла. Оно поступает в отопительную систему и передается в обогреваемые помещения. Благодаря достижениям разработчиков, такие системы могут показать неплохую эффективность. Отпугивают только большая стоимость оборудования и низкая эффективность в пасмурную или в очень холодную погоду.

Альтернативой солнечным коллекторам становятся солнечные электрические батареи. Они генерируют электроэнергию, которая потом превращается в тепло, создаваемое электрическими котлами. Но для получения достаточного количества электроэнергии придется заставить солнечными батареями всю крышу, потратив на это приличную сумму денег. Впрочем, для некоторых районов солнечные батареи и коллекторы могут стать наиболее приемлемыми.

Ветряные генераторы тепла

Создавая альтернативное отопление частного дома своими руками, можно обратить внимание не только на биотопливо и солнечные коллекторы/батареи, но и на ветряные генераторы. Они обеспечивают генерацию электроэнергии, которая трансформируется в тепло. Стоимость оборудования не очень высока, но его применение оправдано лишь в том случае, если в данной местности постоянно дуют ветра. Хорошую эффективность показывают ветряные генераторы с вертикальными роторами, вращающимися при любом направлении ветра.

Инфракрасное отопление

Многие знакомы с системами теплых полов – они монтируются не только в кухнях и в ванных, но и в жилых помещениях. В последние годы на рынке появилась альтернатива жидкостным теплым полам, в которых источником обогрева является теплоноситель из отопительной системы – это специальная инфракрасная пленка, работающая от электроэнергии. Она укладывается под напольное покрытие, заставляя его излучать тепло. Таким образом, здесь отсутствуют лишние тепловые потери, присутствующие в традиционных электрических и водяных теплых полах.

Альтернативные источники энергии для частного дома для отопления


Популярные альтернативные источники энергии для частного дома – пробуем обогревать частные дома с помощью нестандартных решений.

Источник: remont-system.ru

 

Энергетика

В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже испо.

Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам.

Как уже неоднократно говорилось, существует масса альтернативных источников энергии, обладающих поистине неограниченным потенциалом. Человечество должно научит.

Как ни крути, а все запасы энергии, которые есть на Земле – это результат воздействия Солнца. Соответственно, вся нетрадиционная энергетика основывается на испо.

Казалось бы, солнечной энергии должно хватить человечеству на века. Это практически неисчерпаемый источник энергии. Но дело в том, что непосредственное применение.

Устройство ставится и умещается в выключателе или рядом с ним. Оно позволяет плавно включать эл. лампу, т. е. до номинального значения увеличить ток через лампу.

Если вы когда-нибудь задавались вопросом: что такое тепловой аккумулятор, как он работает и какую пользу можете из этого извлечь лично вы, то читайте эту статью.

Еще в 1988 г., германский доктор Вольфганг Файст вместе с профессором Бо Адамсоном (из Швеции) предложили необыкновенную схему оборудования обычного здания. Сут.

Наш заголовок — не шутка и не опечатка. Ветер действительно может обогреть жилище. Правда, для этого потребуется собрать ветряной генератор, об этом и пой.

Экологически чистая энергия из возобновляемых природных источников – это весьма перспективная тема для ведения рационального хозяйства. Солнечные электростанции.

Я хочу предложить читателям интересное на мой взгляд и полезное устройство – портативную ветроэлектростанцию. В летнее время я с семьей часто отдыхаю на берегу.

Этим вопросом я задался, когда готовился пойти в поход на байдарках на две недели. Электроэнергия требовалась, прежде всего, для восполнения заряда аккумуляторо.

Цена солнечных батарей в России сейчас достаточно высока. Это обуславливается их малой распространенностью и отсутствием собственных производств.

Немаловажную роль в формировании себестоимости выпускаемой продукции играет экономия электрической энергии, а именно рационального использования освещения цехов.

В хозяйстве радиоконструктора всегда найдутся старые диоды и транзисторы от ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. В умелых руках это – богатство, кот.

Это возможно самая важная вещь, которую вы когда-либо читали! Похоже, что изобретатель из США Стэнли Мэйер разработал электрическую ячейку, которая позволяет.

В последнее время все большее внимание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и .

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхрон.

Стандартная схема включения люминесцентных ламп не лишена недостатков: гудит дроссель, глючит стартер, лампы моргают и никак не хотят загораться.

Оказывается этот загадочный обогреватель ВИН устроен очень просто и его легко можно собрать прямо у себя дома. Рассмотрим вкратце принцип действия. В основу ра.

Альтернативная энергия на сайте полезных самоделок


Энергетика В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже испо. Как

Источник: electro-shema.ru

 

Источники альтернативной энергии своими руками

На сегодняшний день вопросы энергосбережения стоят очень жестко, особенно на территории некоторых независимых государств из числа бывших республик Советского Союза. Одна из самых обсуждаемых на многих форумах тем касается финансовой целесообразности монтажа источников, обеспечивающих снижение энергопотребления. Альтернативная энергия своими руками — существует ли эффективное решение? В этом вопросе и попробуем разобраться.

Электростанция своими руками

Типы установок для получения дешевой тепловой и электрической энергии

Стоит сразу оговорить тот факт, что альтернативные источники энергии своими руками создать вряд ли получится. Но существует возможность применения оборудования, выпускаемого в промышленных масштабах. Именно монтаж таких устройств способен не только сократить расходы на электро- и теплоснабжение, но и полностью исключить зависимость от центральных энергетических сетей.

Технологически все установки альтернативной энергии можно разделить на два основных типа:

  • Устройства для получения электрической энергии.
  • Агрегаты, применяемые для получения тепловой энергии в чистом виде или для генерации газообразного топлива для котельного оборудования.

Установки автономного электроснабжения

Среди существующих устройств для получения бесплатной электроэнергии массовое применение нашли следующие виды оборудования:

Альтернативная энергия своими руками


Типы установок для получения дешевой тепловой и электрической энергии: разновидности, достоинства и недостатки. Установки автономного электроснабжения: типы,

Источник: canalizator-pro.ru

 

Бесплатное электричество своими руками [инструкции+схемы]

Счет за электричество – неминуемая статья расходов для любого современного человека. Централизованное электроснабжение постоянно дорожает, но потребление электричества с каждым годом все равно растет. Особенно остро эта проблема стоит для майнеров, ведь, как известно, добыча криптовалюты требует значительного количества электроэнергиии, в связи с чем счета на ее оплату могут превышать прибыль от майнинга. При таких условиях стоит обратить внимание на то, что практически все природные ресурсы могут быть использованы для преобразования в электричество. Даже в воздухе присутствует статическое электричество, осталось только найти методы им воспользоваться.

Где взять бесплатное электричество?

Добыть электричество можно практически «из всего». Единственное условие: необходим проводник и разница потенциалов. Ученые и практики постоянно ищут новые альтернативные источники энергии, которые будут бесплатными. Следует уточнить, что под бесплатными подразумевается отсутствие платы за централизованное энергоснабжение, но само оборудование и его установка все же стоит средств. Правда, такие вложения с лихвой окупаются впоследствии.

На данный момент бесплатная электроэнергия добывается из трех альтернативных источников:

Методика получения электричестваОсобенности выработки энергии
Солнечная энергияТребует установки солнечных батарей или коллектора из стеклянных трубок. В первом случае электричество будет вырабатываться благодаря постоянному движению электронов под воздействием солнечных лучей внутри батареи, во втором — электричество будет преобразовано из тепла от нагрева.
Ветряная энергияПри ветре лопасти ветряка начнут активно вращаться, вырабатывая электричество, которое может сразу поставляться в аккумулятор или сеть.
Геотермальная энергияМетод заключается в получении тепла из глубины грунта и его последующей переработки в электроэнергию. Для этого пробуривают скважину и устанавливают зонд с теплоносителем, который будет забирать часть постоянного тепла, существующего в глубине почвы.

Такие методы используются как обычными потребителями, так и в широких масштабах. Например, огромные геотермальные станции установлены в Исландии и вырабатывают сотни МВт.

Как сделать бесплатное электричество дома?

Бесплатное электричество в квартире должно быть мощным и постоянным, поэтому для полного обеспечения потребления потребуется мощная установка. Первым делом следует определить наиболее подходящий метод. Так, для солнечных регионов рекомендуется установка солнечных батарей. Если солнечной энергии недостаточно, тогда следует использовать ветряные или геотермальные электростанции. Последний метод особенно подходит для регионов, расположенных в относительной близости к вулканическим зонам.

Определившись с методом получения энергии, следует также позаботиться о безопасности и сохранности электроприборов. Для этого домашняя электростанция должна быть подключена к сети через инвертор и стабилизатор напряжения для обеспечения подачи тока без резких скачков. Стоит также учитывать, что альтернативные источники достаточно капризны к погодным условиям. При отсутствии соответствующих климатических условий выработка электроэнергии остановится или будет недостаточной. Поэтому следует обзавестись также мощными аккумуляторами для накопления на случай отсутствия выработки.

Готовые установки альтернативных электростанций широко представлены на рынке. Правда, их стоимость достаточно высока, но, в среднем, все они окупаются за период от 2 до 5 лет. Сэкономить можно, приобретая не готовую установку, а ее комплектующие, а затем уже самостоятельно спроектировать и подключить электростанцию.

Как получить бесплатное электричество на даче?

Подключение к централизованной системе энергоснабжения – проблематичный процесс, и часто дачи остаются без света долгое время. Здесь может помочь установка дизельного генератора или альтернативные способы добычи.

На дачах зачастую нет такого огромного количества электроприборов, как в квартирах. Соответственно, потребление электроэнергии значительно меньше. Для начала следует определить преимущественный период времени, который будет проводиться в помещении. Так, для летних дачников подойдут солнечные коллекторы и батареи, для остальных – ветряные методы.

Питать отдельные электроприборы или освещать помещение можно, собирая электроэнергию от заземления. Схема для получения бесплатного электричества: ноль — нагрузка — земля. Напряжение внутри дома подается через фазовый и нулевой проводник. Включив в эту схему третий проводник нагрузки к нулю, в него будет направлено от 12Вт до 15Вт, которые не будут фиксироваться приборами учета. Для такой схемы обязательно нужно позаботиться о надежном заземлении. Ноль и земля не несут опасности удара током.

Бесплатное электричество из земли

Почва – благоприятная среда для извлечения электричества. В грунте присутствуют три среды:

  • влажность — капли воды;
  • твердость — минералы;
  • газообразность — воздух между минералами и водой.

Кроме того, в почве постоянно проходят электрические процессы, так как ее основной гумусовый комплекс представляет собой систему, на внешней оболочке которой формируется отрицательный заряд, а на внутренней – положительный, что влечет за собой постоянное притягивание положительно заряженных электронов к отрицательным.

Метод похож на тот, что используется в обычных батарейках. Для получения электричества из земли следует погрузить в грунт на глубину полуметра два электрода. Один медный, второй из оцинкованного железа. Расстояние между электродами должно быть примерно 25 см. Грунт между проводниками заливается солевым раствором, а к проводникам подключаются провода, на одном будет положительный заряд, на втором отрицательный.

В практических условиях выходная мощность такой установки составит приблизительно 3Вт. Мощность заряда также зависит от состава грунта. Конечно, такой мощности недостаточно для того, чтоб обеспечить энергоснабжение в частном доме, но установку можно усилить, изменяя размер электродов или последовательно соединив между собой необходимое количество. Проведя первый опыт, можно примерно просчитать, сколько понадобится таких установок, чтоб обеспечить 1 кВт, а далее рассчитать необходимое количество на основе среднего потребления в сутки.

Как добыть бесплатное электричество из воздуха?

Впервые о получении электричества из воздуха заговорил Никола Тесла. Опыты ученого доказали, что между основанием и поднятой металлической пластиной существует статическое электричество, которое можно накапливать. К тому же воздух в современном мире постоянно подвергается дополнительной ионизации за счет функционирования множества электросетей.

Почва может выступать основанием для механизма добычи электроэнергии из воздуха. Металлическую пластину размещают на проводнике. Она должна быть размещена выше других рядом стоящих объектов. Выходы от проводника подключают к аккумулятору, в котором будет накапливаться статическое электричество.

Бесплатное электричество от ЛЭП

Линии электропередач пропускают по своим проводам огромное количество электричества. Вокруг провода, в котором идет ток, создается электромагнитное поле. Таким образом, если поместить под ЛЭП кабель, то на его концах образуется электрический ток, точную мощность которого можно просчитать, зная, какой мощности ток передается по кабелю.

Еще одним способом является создание трансформатора вблизи линий электропередач. Трансформатор можно создать при помощи медной проволоки и стержня, используя метод первичной и вторичной обмотки. Выходная мощность тока в таком случае зависит от объема и мощности трансформатора.

Стоит учесть, что такая система получения бесплатного электричества является незаконной, хоть в ней и отсутствует фактическое незаконное подключение к сети. Дело в том, что такое вклинивание в систему электроснабжения наносит ущерб ее мощности.

Бесплатное электричество из сетевого фильтра

Многие искатели бесплатного электричества наверняка находили в Интернете версии о том, что удлинитель может стать источником нескончаемой свободной энергии, образовывая замкнутую цепь. Для этого следует взять сетевой фильтр с длиной провода не менее трех метров. Из кабеля сложить катушку, диаметром не более 30 см, подключить к розетке потребителя электроэнергии, изолировать все свободные отверстия, оставив только еще одну розетку для вилки самого удлинителя.

Далее сетевому фильтру необходимо дать изначальный заряд. Легче всего это сделать, подключив удлинитель к функционирующей сети, а затем за доли секунды замкнуть в себе. Бесплатное электричество из удлинителя подойдет для питания осветительных приборов, но мощность свободной энергии в такой сети слишком мала для чего-то большего. А сам метод достаточно спорный.

Бесплатное электричество из магнитов

Магнит излучает магнитное поле и, как следствие, его можно использовать для добычи бесплатного электричества. Для этого следует обмотать магнит медной проволокой, образуя маленький трансформатор, разместив который вблизи электромагнитного поля, можно получать бесплатную энергию. Мощность электроэнергии в таком случае зависит от размера магнита, количества обмоток и мощности электромагнитного поля.

Как использовать бесплатное электричество?

Решив заменить централизованное энергоснабжение на альтернативные источники, следует учитывать все необходимые меры безопасности. Во избежание резких перепадов напряжения электрический ток к приборам должен подаваться через стабилизаторы напряжения. Обязательно стоит обратить внимание на опасности каждого метода. Так, погружение электродов в почву подразумевает последующую заливку почвы соленым раствором, что сделает ее непригодной для дальнейшего роста растений, а системы накопления статического электричества из воздуха могут привлекать молнии.

Электричество не только полезно, но и опасно. Неправильная фазировка может привести к ударам тока, а короткое замыкание в сети — к пожарам. Обеспечение дома электричеством в домашних условиях нужно начинать с детального изучения методов и законов физики.

Следует учитывать, что большинство методов не дают стабильной мощности и зависят от многих факторов, в том числе и погодных условий, предугадать которые невозможно. Поэтому энергию рекомендуется накапливать в аккумуляторах, а на всякий случай еще и иметь запасной вид электрообеспечения.

Прогноз на будущее

Уже сейчас альтернативные источники энергии широко используются. Львиная доля потребления электричества приходится на домашние электроприборы и освещение. Заменив их питание с централизованного на альтернативное, можно существенно экономить. Особое внимание на альтернативные источники электроснабжения стоит обратить майнерам, так как майнинг на централизованном энергоснабжении способен забирать до 50% прибыли, в то время как добыча на бесплатном электропитании будет приносить чистый доход.

Все больше домов переходит на питание от солнечных батарей или ветряных электростанций. Такие методы дают намного меньше мощности, но являются экологически чистыми источниками энергии, которые не наносят вреда окружающей среде. Конструируются также и промышленные альтернативные электростанции.

В дальнейшем эта сфера будет только дополняться новыми методами и улучшенными аналогами.

Заключение

Добыть электроэнергию можно даже из воздуха, но для покрытия всех нужд потребления необходимо спроектировать целую систему альтернативной выработки энергии. Можно пойти легким путем и купить уже готовые солнечные батареи или ветряные станции, а можно приложить усилия и собрать собственную электростанцию. Сейчас бесплатное электричество – не до конца изведанная сфера и открывает массу возможностей для самостоятельных экспериментов.

В МИЭТе разрабатывают устройство для извлечения энергии из лишнего тепла

НИУ МИЭТ/Новости/В МИЭТе разрабатывают устройство для извлечения энергии из лишнего тепла

В МИЭТе разрабатывают устройство для извлечения энергии из лишнего тепла

03 июня 2020 1717 просмотров

Как говорят ученые, новый термоэлектрический генератор (ТЭГ) будет вырабатывать электроэнергию в результате использования бросового тепла в широком диапазоне температур.

Часть технологии уникального устройства разрабатывается в рамках гранта РФФИ «Моделирование эффективных многосекционных термоэлементов для рабочих температур до 1200 К с учетом тепло- и электрофизических параметров используемых термоэлектрических материалов и контактных систем».

«Вопрос преобразования потерянного, так называемого бросового тепла, в электрическую энергию является одним из ключевых для ведущих экономик мира, – говорит разработчик, доцент Института перспективных материалов и технологий (ПМТ) НИУ МИЭТ Максим Штерн. – Сейчас более 60% вырабатываемой энергии теряется. Утилизация даже части этого бесполезно теряемого тепла, за счет ТЭГ, приведет не только к существенной экономии энергоресурсов, но и к снижению вредных выбросов в атмосферу. Освоение Арктики, Антарктики, труднодоступных районов Крайнего Севера России невозможно без использования атомных станций малой мощности, оснащенных ТЭГ. Кроме того, такие источники электрической энергии имеют длительный срок работы без обслуживания, значительно превосходящий ресурс топливных элементов или аккумуляторов».


Чтобы представить работу создаваемого термоэлемента, достаточно вспомнить, как добывали энергию партизаны, находясь в землянках. Они ставили на керосиновую лампу термоэлектрический генератор ТГК-3 и с его помощью передавали радиосигналы. Кстати, говорят, что немцы долго не могли понять, как из осажденного леса велись долгие радиопередачи без привычного электричества.

Или, допустим, далеко за пределами города, у вас нет возможности зарядить смартфон, а сделать это нужно. Вы закрепляете предлагаемый прибор на котелке, который греет не только пищу, но и воздух вокруг, и получаете из этого тепла энергию для подзарядки вашего гаджета. И тут важно, что с самим генератором ничего не случится – он не расплавится и не деформируется от раскаленного котелка.

А теперь умножаем эти ситуации в тысячи раз и получаем примерную картину работы будущего прибора, который позволит преобразовать огромное количество бросового тепла, выделяемое, например, при получении электроэнергии в атомных станциях или ТЭЦ, радиоактивными элементами, используемыми в космических кораблях дальнего следования.

«В устройстве будет две стороны: одна будет устанавливаться на источник тепла (горячая), а другая охлаждаться (холодная). В проекте термоэлемент, из которого состоит термоэлектрический модуль, поделен на 4 части, которые мы планируем сделать из разных материалов, соединенных между собой. Части поделены так, чтобы каждая из них работала в своем диапазоне температур, в котором имеет наибольший «КПД». Самая горячая будет иметь 900 градусов по Цельсию, а самая холодная – 20».

На сегодняшний день ученые уже нашли материалы для всех слоев нового термоэлектрического генератора. Об одном из них мы уже подробно рассказывали РИА Новостям. Но впереди предстоит еще много экспериментов, которые Институт ПМТ МИЭТ проводит на базе Центра коллективного пользования «Электронные приборы и оборудование».

«Сейчас мы экспериментируем с материалами и пытаемся добиться высоких тепло- и электрофизических параметров. Исследуем их стабильность, состав после нагрузок. Пока что надеемся разработать технологию создания прибора за три года. Задел в виде подобранных материалов у нас уже есть. Ну и, надеемся, что к 2023 году новый способ преобразования бросового тепла уже сможет успешно использоваться на благо человечества», – рассказал Медиа-Центру Максим Штерн.

Использование солнечного тепла для производства электричества

Александр Слокум из машиностроения работает с группами сотрудников из Массачусетского технологического института и Института Масдара, чтобы начать пилотные испытания простой и недорогой системы, в которой резервуар, наполненный расплавленной солью, поглощает солнечное тепло, сохраняет его и доставляет в нужное место. выработка электроэнергии в любое время дня и ночи. Фото: Дэвид Селла, Массачусетский технологический институт, любезно предоставлено программой MIT Industrial Liaison Program

Обзор

Команда Массачусетского технологического института разработала новую систему улавливания и хранения солнечного тепла, чтобы его можно было использовать для выработки электроэнергии, когда это необходимо.Новая система проста, надежна и недорога. Зеркала, установленные на склоне холма, отражают солнечный свет прямо в большой резервуар с расплавленной солью, который поглощает тепло всей своей глубиной. Система может выдерживать интенсивное воздействие полуденного солнца, а также перепады температур в течение дня и ночи без разрушения конструкции или перебоев в выработке электроэнергии. Моделирование и лабораторные эксперименты подтверждают жизнеспособность концепции и наличие обширных холмистых участков, пригодных для установки.Команды из Массачусетского технологического института и Института Масдара в настоящее время разрабатывают пилотную версию системы, которая вскоре будет протестирована на крупном экспериментальном объекте в Масдаре.


В настоящее время многие промышленные предприятия производят электроэнергию, используя солнечное тепло — наш самый распространенный возобновляемый источник энергии. В одном популярном подходе большие массивы гелиостатов (зеркал, следящих за солнцем) отражают солнечный свет на вершину центральной башни, где он фокусируется на трубках, несущих теплопоглощающую жидкость. Затем нагретая жидкость перекачивается в парогенератор, где она преобразует воду в пар, приводящий в движение турбину, вырабатывающую электроэнергию.Но башня дорога; трубопроводы и насосы дороги в установке и эксплуатации; а интенсивно сфокусированный солнечный свет и постоянное чередование тепла и холода бросают вызов большинству материалов. Кроме того, эти «энергетические башни» обычно требуют отдельной системы для хранения тепла, которое можно использовать, когда солнечный свет недоступен.

Александру Слокуму, профессору машиностроения Паппалардо, казалось, что должен быть лучший способ. Руководствуясь этой верой, он и междисциплинарная группа коллег из Массачусетского технологического института и Института Масдара в Абу-Даби в настоящее время выводят новую лабораторную систему, разработанную участниками Массачусетского технологического института, на новый уровень испытаний — на крупномасштабном экспериментальном объекте в Масдар.Система, получившая название CSPonD, что означает «Концентрированная солнечная энергия по запросу», одновременно улавливает и сохраняет тепловую энергию солнца, по большей части используя известные технологические элементы, энергетически объединенные в новую системную архитектуру.

В основе системы CSPonD лежит большой резервуар (показан ниже), содержащий расплавленную соль — вещество, способное выдерживать чрезвычайно высокие температуры и обладающее огромной способностью поглощать тепло. Группа гелиостатов расположена на склоне холма, резервуар с солью у подножия холма.Гелиостаты фокусируют солнечный свет через небольшое отверстие в резервуаре прямо на поверхность соли (см. вторую диаграмму ниже), где он проникает в соль и поглощается по всей ее глубине. Естественная конвекция рассеивает тепло по всему объему расплавленной соли. Во время выработки электроэнергии горячая соль забирается сверху и проходит через парогенератор; холодная, но еще расплавленная соль, выходящая из парогенератора, возвращается на дно бака. Подвижная «разделительная пластина» между верхней и нижней областями поддерживает постоянную температуру верхнего объема соли.Ночью или в пасмурную погоду двери закрываются, чтобы уменьшить потери тепла.

Ресивер/система хранения расплавленной соли CSPonD

На этой диаграмме показан большой резервуар с расплавленной солью, который является центральным элементом системы CSPonD. Отслеживающие солнце зеркала (гелиостаты) фокусируют солнечный свет прямо через отверстие слева на поверхность соли. Горячая соль извлекается из верхней части резервуара и проходит через парогенератор для производства электроэнергии. Охлажденная (но все еще расплавленная) соль возвращается на дно резервуара.Подвижная разделительная пластина в центре бака разделяет горячую и холодную соль. Когда соль нагревается в солнечный день, пластина опускается в резервуаре, освобождая место для горячей соли. Когда солнечный свет недоступен, пластина поднимается, освобождая место для холодной соли, поступающей из парогенератора. Когда солнце возвращается, пластина опускается, пропуская холодную соль в верхнюю часть для повторного нагрева. Ночью крышка апертуры закрывается, чтобы предотвратить утечку тепла.

Такое расположение дает ряд преимуществ.Энергия солнца напрямую контактирует с рабочей жидкостью (трубы не нужны), а температура соли может достигать 600°C или даже 800°C, что достаточно для высокоэффективного производства электроэнергии с помощью как самых современных паровых систем, так и будущих сверхэффективных систем. с использованием сверхкритического диоксида углерода. Поскольку тепло поглощается расплавленной солью, перепады температуры не бывают резкими или экстремальными, поэтому нет необходимости использовать дорогостоящие материалы, способные выдержать всю энергию, которую излучает солнце в полдень. «Вы можете сфокусировать интенсивный солнечный свет, и вы не собираетесь сжигать приемник, потому что вы не можете повредить соль», — говорит Слокум.И простые соли, которые команда планирует использовать, хорошо известны в промышленности. В прошлом столетии компании по всему миру подвергали сталь термообработке, погружая ее в большие открытые чаны с горячей солью, подобные резервуару CSPonD, и расплавленная соль регулярно используется в качестве теплоносителя на промышленных предприятиях.

Наконец, новый дизайн справится с отложениями пыли и грязи. Когда начинается пыльная буря, крышку бака CSPonD можно закрыть. Любая грязь, попадающая на расплавленную соль, опускается на дно, где ее можно будет удалить позже во время периодической очистки — точно так же, как в промышленности периодически очищают резервуары с расплавленной солью.Скопление пыли на зеркалах гелиостата по-прежнему вызывает беспокойство, как и в любой системе солнечной энергии; но в краткосрочной перспективе массив гелиостатов может быть увеличен, чтобы гарантировать, что производство соответствует спросу — даже между чистками. И в отличие от обычных систем, CSPonD может справиться с любым солнечным светом, когда зеркала только что очищены и отражают на полную мощность. В долгосрочной перспективе на рынок могут быть выведены более качественные самоочищающиеся поверхности, особенно если возникнет спрос.

Предназначен для хранения

Для обеспечения того, чтобы верхний слой горячей соли всегда был доступен для производства энергии, необходимо, чтобы возвращаемая холодная соль оставалась на своем месте — на дне резервуара.Большинство коммерческих систем хранения тепла предотвращают смешивание за счет использования отдельных горячих и холодных резервуаров, соединенных шлангами и насосами. Но система CSPonD разделяет горячее и холодное в одном баке.

Горизонтальная разделительная пластина (показана на первом рисунке) помещается в резервуар с зазором между его краем и стенкой резервуара. Небольшие приводы (с незначительным энергопотреблением) перемещают неплотно закрепленную, в основном плавучую разделительную пластину вверх и вниз, чтобы поддерживать объемы горячей и холодной соли, необходимые для непрерывной работы.Когда соль нагревается солнечным светом, разделительная пластина опускается, и холодная соль снизу поднимается через щель, нагреваясь. Таким образом, в конце солнечного дня разделительная пластина опустилась, и горячая соляная область полностью заряжена. Когда солнечный свет больше не доступен и тепло извлекается для производства электроэнергии, разделительная пластина медленно поднимается, чтобы позволить холодной зоне заполниться, в то время как горячая соль подается в парогенератор. Когда солнце возвращается, тарелка снова опускается, позволяя холодной соли подняться для повторного нагрева.Тщательный контроль положения пластины гарантирует, что горячая соль остается при постоянной температуре, фактически уравновешивая вход солнечной энергии с энергией, которая извлекается и хранится.

Результаты моделирования, экспериментальные данные

В качестве начальной проверки своей концепции исследователи смоделировали работу системы CSPonD, которая включала резервуар глубиной 5 метров, диаметром 25 метров и заполненный 4500 тоннами (2500 кубических метров) расплавленной соли при температуре 600°C. Анализ показал, что указанная система может питать паровую турбину мощностью 4 мегаватта (МВт) в режиме 24/7 (исходя из 7 часов солнечного света и 17 часов хранения) — электричества достаточно для снабжения около 2000 домов.Небольшое увеличение поля гелиостата для накопления большего количества солнечной энергии позволило бы системе работать в течение дополнительных 24 часов (один пасмурный день).

Экономический анализ с использованием модели Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии пришел к выводу, что приведенная стоимость электроэнергии из системы CSPonD будет составлять от 0,07 до 0,33 доллара США за киловатт-час. В то время как более высокая оценка в настоящее время непомерно высока, более низкая оценка была бы конкурентоспособной со стоимостью электроэнергии из традиционных источников энергии сегодня.Проводимые в настоящее время исследования помогут лучше определить фактические затраты.

Практическая осуществимость CSPonD, конечно же, зависит от наличия подходящих холмов для установки гелиостатов. Насколько большими должны быть холмы, и будет ли трудно найти подходящие участки? Чтобы выяснить это, исследователи во главе с Александром Митсосом, бывшим доцентом кафедры машиностроения Массачусетского технологического института, а ныне профессором химического машиностроения Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена в Германии, разработали новый алгоритм, который идентифицирует потенциальные участки, используя данные о топографии, солнечной инсоляции и других условиях. плюс модель работы системы CSPonD.

Затем они провели два тематических исследования, посвященных правительственным военным базам в Уайт-Сэндс, Нью-Мексико, и Чайна-Лейк, Калифорния. Анализы показали, что 15% от общей площади в 10 000 квадратных километров на двух базах подходят для установки CSPonD. Поскольку 30% этой доступной земли покрыто гелиостатами, установки на каждом участке могут непрерывно генерировать 20 гигаватт электроэнергии. «Таким образом, эти две базы вместе могут обеспечить 40 гигаватт электроэнергии, что составляет около 4% потребности страны в электроэнергии», — говорит Слокум.«И это просто использование небольшого кусочка всех склонов холмов, которые у них есть». Слокум добавляет: «Инженерный корпус армии отвечает за морское побережье и водные пути нашей страны, чтобы поддерживать торговлю и защищать наш образ жизни дома, и имеет смысл, чтобы обширные государственные земли также использовались для защиты нашей энергетической безопасности и борьбы с изменением климата. ».

Хотя установка гелиостатов на склонах холмов не является стандартной процедурой, Слокама это не беспокоит. «Возможно, нам придется спроектировать и создать специальное оборудование для езды по склонам холмов с использованием гелиостатов», — говорит он.«Но компании уже несколько десятилетий разрабатывают потрясающие лесозаготовительные машины, способные подниматься по гораздо более крутым склонам. Это не проблема масштаба систем, которые потребуются».

Первоначальные лабораторные эксперименты показывают, что концепция CSPonD технически обоснована. Например, в одном наборе тестов исследователи показали, что концентрированный солнечный свет действительно проникает и поглощается расплавленной солью на глубине от 4 до 5 метров — этого достаточно, чтобы систему CSPonD не беспокоили изменения солнечной инсоляции из-за проходящих облаков. .В ходе других испытаний они спроектировали и построили небольшой резервуар CSPonD, оснащенный подвижной разделительной пластиной, а затем на расплавленную соль внутри облучали светом высокопотокового солнечного симулятора. Они обнаружили, что естественная конвекция в верхней части способствует перемешиванию, предотвращая перегрев верхней поверхности и максимально сохраняя тепло в заданном объеме соли. А погружная разделительная пластина успешно разделяет горячие и холодные объемы соли, необходимые для непрерывной работы.

Конфигурации резервуаров CSPonD

Исследователи разработали две версии резервуара CSPonD, подходящие для конкретных мест.Слева: в этой версии гелиостаты, установленные на склоне холма, отражают солнечный свет в резервуар внизу. Солнечный свет проходит через отверстие в баке прямо на соль внутри. Справа: на экспериментальной установке Masdar с направленным вниз лучом зеркала на центральной башне будут отражать солнечный свет прямо через отверстие в резервуар CSPonD.

Следующие шаги

Чтобы протестировать концепцию CSPonD в большем масштабе, исследователи Массачусетского технологического института начали работу с коллегами из Института Масдара, которые управляют крупной экспериментальной «установкой направленного вниз луча», которая включает в себя 33 гелиостата и 66-футовую башню с зеркалами, отражающими солнечный свет вниз. центральный ресивер.В предстоящей работе исследователи заменят приемник небольшой системой CSPonD. Гелиостаты будут фокусировать солнечный свет прямо в резервуаре (см. вторую диаграмму). Первоначальная маломасштабная система будет хранить достаточно тепловой энергии для выработки 25 киловатт-часов электроэнергии. «Мы собираемся использовать его для проверки наших теорий проектирования и решения практических вопросов реализации», — говорит Слокум. «Тогда на следующем этапе мы можем масштабироваться до гораздо большей машины».

Слокам подчеркивает, что он не отказывается от других солнечных технологий и считает, что разнообразие является ключом к надежности и постоянным инновациям.Действительно, он хвалит фотоэлектрические и солнечные тепловые системы «разного вкуса» и отмечает, в частности, что у каждого должна быть хотя бы солнечная система горячего водоснабжения на крыше. Но CSPonD может быть лучшим выбором для определенных мест и, таким образом, является ценным дополнением к тому, что Слокум называет «хорошо сбалансированной диетой из вариантов для удовлетворения постоянно растущего энергетического аппетита человечества».


Это исследование было частично поддержано Кипрским научно-образовательным фондом, Программой посевного фонда MIT Energy Initiative (MITEI) и Lockheed Martin, постоянным членом MITEI.Текущая экспериментальная работа частично финансируется соглашением о сотрудничестве между Масдарским институтом науки и технологий и Массачусетским технологическим институтом. Стипендии для аспирантов были предоставлены S.D. Bechtel, Jr. Foundation, Фонд семьи Чесонис и Фонд Билла и Мелинды Гейтс.

Другими участниками проекта CSPonD из Массачусетского технологического института являются профессор Эмилио Бальетто из ядерной науки и техники (NSE), доктор Дэниел С. Кодд из машиностроения (ME), доктор Чарльз В. Форсберг и доктор К.Томас Дж. Маккрелл из NSE и профессор Дэвид Л. Трампер из ME. В число участников из Института Масдара входят профессора Питер Армстронг и Николя Кальве, как в области машиностроения, так и в области материаловедения.

Дополнительную информацию можно найти здесь:

Д. С. Кодд. Концентрированная солнечная энергия по запросу . Кандидатская диссертация, факультет машиностроения Массачусетского технологического института, июнь 2011 г.

Д. С. Кодд, А. Карлсон, Дж. Рис и А. Х. Слокум. «Недорогой симулятор солнечной энергии с высоким потоком. Солнечная энергия , том. 84, стр. 2202–2212, 2010.

А. Х. Слокум, Д. С. Кодд, Дж. Буонджорно, К. Форсберг, Т. Маккрелл, Дж. К. Нэйв, К.Н. Папаниколас, А. Гобити, К. Дж. Нун, С. Пассерини, Ф. Рохас и А. Мицос. «Концентрированная солнечная энергия по запросу». Солнечная энергия , том. 85, стр. 1519–1529, 2011.


Эта статья опубликована в осеннем выпуске журнала Energy Futures за 2014 год.

Запросы для прессы: [email protected]

Превратите солнечную энергию в силу

Ключевые концепции
Физика
Энергия
Плотность
Температура
Парниковый эффект

Введение
У вас когда-нибудь был солнечный ожог? Если да, то вы знаете, насколько мощным может быть солнечное тепло! Знаете ли вы, что это тепло также можно превратить в электрическую энергию? Возможно, вы слышали о солнечных батареях, но как насчет солнечной башни с восходящим потоком воздуха? Эта очень простая конструкция использует солнце для нагревания воздуха, который затем приводит в действие турбину в большой башне.В этом упражнении вы сами построите одну из этих башен. Как вы думаете, вы можете заставить пропеллер вращаться только с помощью горячего воздуха?

Фон
Солнце — очень мощный источник энергии. На самом деле менее чем за 15 секунд он может дать Земле столько энергии, сколько люди используют за один день! Большая часть этой энергии достигает Земли в виде света и тепла. Неудивительно, что люди долго думали, как эту энергию можно собрать и использовать с пользой! В течение последних двух столетий ученые исследовали и разработали технологии прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.Сегодня существует множество различных методов производства солнечной энергии, таких как солнечные элементы, солнечно-тепловые коллекторы и системы концентрации солнечной энергии.

Одна из этих систем, называемая башней солнечного восходящего потока, представляет собой технологию солнечного теплового коллектора. Солнечная башня с восходящим потоком может генерировать электроэнергию из низкотемпературного солнечного тепла. Научные концепции, лежащие в основе этой идеи, основаны на парниковом эффекте и дымоходном эффекте. Эти электростанции состоят из большой коллекторной конструкции и очень высокой и стройной башни.Конструкция коллектора напоминает гигантскую оранжерею и состоит из массивного прозрачного навеса, подвешенного на высоте от шести до 65 футов (от двух до 20 метров) над землей. Башня расположена в середине конструкции фонаря и имеет большие воздухозаборники в основании. Внутри башни большие ветряные турбины для производства электроэнергии.

Когда солнце светит на конструкцию коллектора, его тепло задерживается внизу, как в теплице, которая нагревает воздух и землю под навесом.Поскольку горячий воздух менее плотный, чем холодный, он начинает подниматься вверх, вызывая воздушный поток, также называемый тепловой конвекцией. У воздуха нет другого выхода, кроме как через башню. Поднимающийся воздух в градирне создает низкое давление в нижней части градирни, и большее количество горячего воздуха из коллектора всасывается внутрь градирни через воздухозаборники в ее основании. В результате солнечная радиация вызывает непрерывный восходящий поток в башне. Ветряные турбины, установленные внутри башни, преобразуют энергию, содержащуюся в восходящем потоке, в механическую энергию, двигая свои лопасти.На следующем этапе это движение преобразуется генераторами в электрическую энергию.

Несмотря на то, что технология кажется довольно простой и может генерировать много энергии, полномасштабных установок пока нет. Однако было построено и изучено несколько прототипов. В этом упражнении вы построите свой собственный очень простой прототип солнечной башни с восходящим потоком воздуха, но без конструкции коллектора. Можно ли использовать энергию, создаваемую восходящим потоком, для питания пропеллера? Начните узнавать!

Материалы

  • Черная плотная бумага (примерно 20 на 20 дюймов)
  • Карандаш
  • Ножницы
  • Лента
  • Кусочек глины для лепки
  • Деревянная шпажка
  • Игла
  • Термометр
  • Лампа с лампой накаливания или тепловая лампа (светодиодная лампа слишком холодная, чтобы производить достаточно тепла.)
  • Солнечное и защищенное от ветра место снаружи (по желанию)
  • Секундомер (дополнительно)
  • Белая плотная бумага (опционально)


Подготовка

  • Сверните черную плотную бумагу в конус с маленьким отверстием вверху (диаметром два дюйма) и большим отверстием внизу (диаметром четыре дюйма).
  • Используйте ленту, чтобы зафиксировать конус на месте. Затем обрежьте верхний и нижний концы, чтобы они были прямыми.Конус должен быть от 10 до 15 дюймов в высоту и стоять самостоятельно.
  • В нижней части конуса вырежьте три арки размером два дюйма на полдюйма на равном расстоянии друг от друга. Это будут ваши воздухозаборники. Убедитесь, что конус все еще может стоять на оставшемся ободе.
  • Вырежьте из плотной бумаги пропеллер диаметром три дюйма. Вы можете найти шаблоны пропеллеров в Интернете. Согните лопасти пропеллеров под углом примерно 45 градусов вниз.
  • Осторожно прикрепите клейкой лентой иглу к верхней части деревянной шпажки острым концом вверх.
  • Слепите шарик из пластилина и прижмите его к рабочему месту.


Процедура

  • Найдите защищенное от ветра место в помещении, чтобы установить восходящую солнечную градирню. Важно, чтобы во время теста не было внешнего потока воздуха. Почему ваше рабочее место должно быть защищено от ветра?
  • Поместите конус из черной бумаги на пластилин так, чтобы он оказался в центре конуса.
  • Воткните деревянную шпажку в глину через верхнее отверстие башни так, чтобы шпажка торчала в середине конуса.Игла на вершине шампура должна торчать примерно на полтора-два дюйма из конуса.
  • Возьмите пропеллер и наденьте его на острие иглы. После установки винта он должен быть сбалансирован и свободно вращаться. Вам может понадобиться некоторая практика, чтобы убедиться, что пропеллер правильно стоит на игле. Что происходит с пропеллером, лежащим на вершине иглы? Это движется?
  • Измерьте температуру воздуха внутри башни и снаружи. Какую внутреннюю температуру воздуха вы измеряете по сравнению с наружной температурой?
  • Поместите лампу рядом с башней и направьте ее к основанию башни. Не оставляйте лампу без присмотра во время проверки. Как ты думаешь, что сделает лампа?
  • Включите лампу и некоторое время наблюдайте за восходящей башней. Что происходит?
  • Примерно через пять минут снова измерьте температуру воздуха внутри и снаружи конуса. Какие температуры вы измеряете на этот раз?
  • Выключите лампу и продолжайте наблюдать за своей восходящей башней в течение пяти-десяти минут. Что происходит, когда вы выключаете лампу?
  • Еще через пять минут измерьте температуру внутри и снаружи конуса еще раз. Температура изменилась? Если да, то как?
  • Дополнительно: Как быстро вы можете заставить свой пропеллер вращаться? Отметьте карандашом одну из лопастей пропеллера и с помощью секундомера посчитайте количество оборотов за 15 секунд.Умножьте подсчитанные обороты на четыре, и вы получите скорость вращения вашего пропеллера в об/мин (оборотов в минуту).
  • Дополнительно: Повторите тест, но на этот раз используйте белый картон, чтобы построить восходящую солнечную башню. Имеет ли значение цвет бумаги? Почему или почему нет?
  • Extra: Выйдите на улицу и позвольте солнцу питать вашу солнечную башню вместо лампы. Убедитесь, что вы нашли защищенное от ветра место. Может ли солнце питать и ваш пропеллер?

Наблюдения и результаты
У тебя пропеллер закрутился? В начале пропеллер не должен был двигаться.Если это так, внешний воздушный поток от двери или ветра, вероятно, двигал пропеллер. Температура воздуха внутри и снаружи башни должна была быть примерно одинаковой. Однако это должно было измениться, когда вы включили лампу. Лампа накаливания излучает свет и тепло, как солнце. Вы заметите это, когда поднесете руку к лампочке. Когда свет падает на черную плотную бумагу, она поглощает большую часть света и начинает нагреваться. Тепло задерживается внутри конуса, что повышает температуру воздуха внутри.Поскольку теплый воздух менее плотный, чем холодный, он начинает подниматься вверх по бумажному конусу. Этот восходящий поток заставляет пропеллер на вершине конуса вращаться, что вы должны были заметить через некоторое время.

Поднимающийся воздух снижает давление воздуха внутри конуса, поэтому свежий воздух всасывается в бумажный конус через воздухозаборники, которые вы вырезаете внизу. Этот новый воздух нагревается, и создается непрерывный восходящий поток, поддерживающий вращение пропеллера. Цикл прерывается только тогда, когда вы выключаете лампу.Поскольку источника тепла нет, воздух внутри конуса начинает медленно остывать и через некоторое время возвращается к той же температуре, что и наружный воздух. В этот момент пропеллер должен был перестать вращаться, потому что больше не было восходящего потока. Возможно, вы заметили, что пропеллеру требуется больше времени для вращения, и пропеллер не вращается так быстро с белой плотной бумагой. Это связано с тем, что белая бумага не так хорошо поглощает тепло от лампы, как черная бумага.

Очистка
Аккуратно снимите иглу с шпажки.Вы можете повторно использовать все части вашей конструкции.

Дополнительные материалы для изучения
Simmering Science: может ли цвет вашего дома сократить расходы на электроэнергию летом?, из Scientific
Американец

Вы в горячей воде? Используйте солнечную энергию для нагрева собственной воды, от Science Buddies
Sunny Science: постройте солнечную печь для пиццы, от Scientific American
Создайте морской бриз, от Scientific American
Научная деятельность для всех возрастов!, от Science Друзья

Это задание было предложено вам в сотрудничестве с Science Buddies

Система преобразования тепла дымовых труб в электричество

Боб Холмс

Система, предназначенная для улавливания отработанного тепла промышленных дымовых труб и превращения его в электричество, может значительно повысить эффективность электростанций, резко сократив выбросы углерода, утверждают ее изобретатели.Это также могло бы уменьшить количество токсичных загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу.

Ключом к эффективности системы отвода тепла является то, что она использует пары пропана, а не пар, для вращения турбины и привода электрогенератора. Это позволяет ему работать на низкотемпературном отходящем тепле.

Когда для вращения генератора используется пар, он должен находиться под давлением и нагреваться примерно до 650 °C. Ниже 450 °C процесс уже не работает эффективно, потому что давление пара падает слишком низко.Это означает, что тепло дымовых газов с температурой ниже 450 °C не может быть использовано для выработки электроэнергии и поэтому теряется в атмосфере.

Удаление электричества из дымовых труб

Это одна из причин, по которой общий КПД электростанций, работающих на ископаемом топливе, составляет всего около 35 процентов. Многие другие промышленные процессы, такие как химические заводы и нефтеперерабатывающие заводы, также отводят отработанное тепло.

В отличие от воды свойства пропана гораздо больше подходят для выработки электроэнергии при более низких температурах.После повышения давления в жидком состоянии более низкая температура кипения пропана означает, что он может испаряться при гораздо более низких температурах, чем вода.

Но этот пропан по-прежнему содержит много полезного тепла после того, как он проходит через турбину, так что много тепла все еще выделяется, и небольшое увеличение эффективности обычно не оправдывает вложений.

Удвоение

Но теперь Даниэль Стингер, инженер-турбинист, и Фарук Миан, инженер-нефтяник, разработали удивительно простой способ использования почти всего этого отработанного тепла.Они подсчитали, что вторая турбина, приводимая в действие отработанным теплом первой, захватит почти всю оставшуюся энергию. Отработанное тепло первой турбины испарялось и создавало еще больше пропана для привода второй (см. схему).

Пара подсчитала, что тогда дымовые газы будут выходить при относительно прохладной температуре 55 °C. Они создали компанию под названием Wow Energy, базирующуюся в Шугар-Ленде, штат Техас, чтобы лицензировать технологию для промышленности после выдачи ожидающего патента.

Концепция Wow должна позволять промышленности использовать источники тепла с температурой ниже 450 °C, включая большую часть промышленного сбросного тепла.Расчеты компании показывают, что электростанции, использующие двойные турбины, смогут повысить свою эффективность с 35% до потенциально целых 60%.

BP и Chevron Texaco сообщили New Scientist , что они заинтересованы во внедрении систем для использования отработанного тепла на своем промышленном предприятии.

Замкнутый контур

Если бы, скажем, хотя бы 20% отработанного промышленного тепла можно было бы таким образом преобразовать в электричество, по оценкам Стингера, одни только США могли бы добавить более 200 гигаватт генерирующих мощностей — почти 20% своих потребностей в электроэнергии.

Никто не делает вид, что это будет дешево: он будет производить электроэнергию примерно по той же цене за мегаватт, что и электроэнергия от обычных паровых турбин. Но большая мощность от того же топлива означает меньше выбросов CO 2 .

Как бы многообещающе это ни звучало, схема Wow Energy, называемая каскадным замкнутым циклом (CCLC), остается непроверенной. Но инженеры, изучавшие его, говорят, что в этом есть смысл. «Это, безусловно, выглядит вполне осуществимым, и цифры, кажется, оправдываются», — говорит Джеймс Прочаска, инженер производителя турбин GE Aero Energy в Хьюстоне, штат Техас.

Если удастся показать, что CCLC работает, говорит Джозеф Руп, экономист Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США в Ричленде, штат Вашингтон, это «откроет новые возможности для улавливания низкопотенциального тепла, которые мы в настоящее время не пытаемся использовать. эксплуатировать вообще».

CCLC также имеет еще одно потенциальное преимущество. Поскольку он охлаждает выбросы дымовых труб примерно до 55 ° C, многие загрязняющие вещества, которые сегодня попадают в атмосферу, такие как оксид ртути и оксид кадмия, вместо этого будут конденсироваться внутри дымовой трубы, откуда их можно будет безопасно удалить с помощью химической обработки.

Генератор энергии человека | Как превратить энергию вашего тела в силу

Кардиостимуляторы, помпы для доставки лекарств, Fitbits и другие носимые устройства вскоре могут работать на новом виде возобновляемой энергии: вы .

Новый крошечный носимый гаджет под названием термоэлектрический генератор (ТЭГ) напрямую превращает тепло вашего тела в электрическую энергию. ТЭГ используют разницу в температуре — например, температуру вашего тела по сравнению с окружающим воздухом — для превращения этой энергии в мощность.Чтобы установить равновесие, тепло автоматически рассеивается в более холодные места, а ТЭГ используют электрический ток, возникающий при перемещении частиц под напряжением от горячих к холодным вдоль чипа.

Это удобно, ведь тепло тела — довольно стабильный ресурс. Чтобы поддерживать постоянную температуру около 98,6 градусов по Фаренгейту, ваше тело должно регулировать жесткий баланс между притоком и отдачей тепла. И поскольку ваше тело на самом деле не так эффективно, вы теряете примерно 75 процентов энергии, которую оно производит, за счет тепла.

«Если бы ваше тело могло выполнять ту же работу, что и батарейка для часов… это было бы победой для окружающей среды».

В то время как та часть гаджета, которая соприкасается с вашей кожей, превращает ваше тепло в энергию, носимое устройство защищает свою холодную сторону от солнечных лучей пленкой, селективной по длине волны, для сохранения разницы температур.

Но успех этого гаджета как носимого устройства обусловлен его чрезвычайной гибкостью и способностью к самовосстановлению, которые позволяют ему сгибаться вместе с вашим телом и восстанавливаться после повреждений.Специальный материал, встроенный внутрь гаджета, заживляет порезы, повторно запечатывая разрывы на микроуровне. Он гибок, потому что каждый компонент в свою очередь гибок, как построение эластичной схемы на резиновой ленте с помощью растягиваемых проводов.

Жунгуй Ян, профессор энергетики Хуачжунского университета науки и технологий, принимавший участие в исследовании, говорит, что эта конструкция значительно лучше предыдущих, более жестких конструкций носимых термоэлектрических генераторов.

Схематическое изображение конструкции, процесса изготовления и основных характеристик (включая самовосстановление, возможность вторичной переработки и реконфигурируемость в стиле Lego) ТЭГ.

Ян Сун/Университет Колорадо, Боулдер,

Это благодаря нескольким существенным улучшениям. Для подложки или основы носимого устройства команда Янга объединила три коммерчески доступных соединения, чтобы синтезировать эластичный полииминовый материал. Получившаяся подложка изгибается, как резиновый браслет.

С помощью лазерной резки в этой полииминовой подложке исследователи создали небольшие вырезы для термоэлектрических чипов, генерирующих энергию. Чтобы создать носимый предмет другого размера или формы, ученые могут просто сделать больше вырезов, чтобы добавить больше чипов, или реорганизовать их порядок.

Конечный результат: «превосходное растяжение, самовосстановление, переработка и возможности реконфигурации в стиле Lego», — говорит Ян. Эти качества означают, что конечный продукт долговечен, как никогда раньше.

✅ Дополнительный кредит: более странная наука о здоровье

Исследователи говорят, что гибкая конструкция будет состоять из плиток и стопок, что позволит использовать множество типов устройств с одними и теми же основными элементами. В то время как группа исследователей, состоящая из ученых из Китая и Университета Колорадо в Боулдере, протестировала свой ТЭГ в форме небольшого кольца, эта модульность и масштабируемость означают, что крошечный генератор теоретически может быть больше, в зависимости от того, насколько много энергии, которую вы хотите генерировать.Наибольшее количество энергии может быть собрано, например, с помощью «спортивного браслета», похожего на Fitbit, который питает часы, или даже полного рукава модульных «генераторных» ячеек.

Эти новые формы ТЭГ могут создавать еще больше энергии, заряжая устройства с более высокими требованиями к электричеству. Тем не менее, учитывая, что эти носимые устройства могут генерировать только около одного вольта энергии на каждый квадратный сантиметр кожного покрова, что меньше напряжения на единицу площади, чем у большинства существующих батарей, предстоит еще много работы.Например, батарея AA или AAA рассчитана на 1,5 вольта, и именно столько энергии требуется для работы некоторых инсулиновых помп.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Батареи

, со своей стороны, представляют собой довольно грязную технологию, в которой иногда используются редкоземельные металлы и коррозионно-активные материалы. Когда батареи разлагаются на свалках, содержащиеся в них химические вещества, в том числе соляная кислота, то же вещество, что и в вашем пищеварительном тракте, выщелачиваются в почву, загрязняя почву и поверхностные воды.Литий-ионные аккумуляторы, которые часто используются в носимых устройствах для фитнеса, часто взрываются и загораются на свалках, выделяя вредные парниковые газы.

Если ваше тело может выполнять ту же работу, что и батарейка для часов, используя более чистую и перерабатываемую технологию, это победа для окружающей среды. В носимых устройствах Yang даже используются полностью перерабатываемые технологии. Вы можете просто замочить ТЭГ в специальном регенерирующем растворе на шесть часов при комнатной температуре, что приведет к разрушению полииминовой подложки.

🔋Больше технологий аккумуляторов нового поколения

Еще лучше? Для людей с имплантированными медицинскими технологиями, такими как кардиостимуляторы, носимые батареи, такие как этот TEG, могут означать будущее без операции по замене батарей.По данным Johns Hopkins Medicine, пациенты с кардиостимуляторами должны проходить такую ​​операцию каждые 5-10 лет, поскольку литий-ионная батарея внутри их имплантата начинает выходить из строя.

Дизайн ТЭГ может показаться высоким и сложным. На самом деле это просто мастерски сбалансированная комбинация технологий, призванная открыть дверь к персонализации. Янг говорит, что пользователи смогут настраивать схемы самостоятельно, используя что-то такое простое, как домашний набор для пайки. Энтузиасты могут даже создать свою собственную носимую технику с нужным им количеством аккумуляторных элементов.

Лучшая часть? Исследователи полагают, что в ближайшие 5-10 лет вы сможете увидеть эти носимые устройства в магазинах, а за ними последуют и медицинские устройства. А пока не выбрасывайте это зарядное устройство Fitbit.


Потные носимые устройства

Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали носимый прототип, который использует ваш пот для получения общей картины вашего здоровья.

Предоставлено Муратом Йокусом / Государственный университет Северной Каролины

Когда дело доходит до носимых устройств, тепло тела — не единственный побочный продукт деятельности человека, который интересует ученых.Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали носимый прототип, который использует ваш пот для получения общей картины вашего здоровья.

Используя сменную тест-полоску со встроенными химическими датчиками, устройство может измерять количество определенных метаболитов, присутствующих в вашем поте, для анализа уровня глюкозы, лактата, pH и температуры в вашем организме. Однажды это может натолкнуть вашего врача на основные проблемы со здоровьем. «Мы с оптимизмом смотрим на то, что это оборудование может позволить новым технологиям сократить потери во время военных или спортивных тренировок, обнаруживая проблемы со здоровьем до того, как они станут критическими», — говорит Майкл Даниэле, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в штате Северная Каролина, который участвовал в работа.

— Кортни Линдер


🎥 Смотрите это:

Кэролайн Делберт Кэролайн Делберт — писатель, заядлый читатель и пишущий редактор журнала Pop Mech. Кортни Линдер Заместитель редактора Прежде чем присоединиться к Pop Mech, Кортни была репортером по технологиям в газете своего родного города Pittsburgh Post-Gazette.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Семь неожиданных способов получения энергии из воды | Наука

Люди фотографируют воду, вытекающую из водохранилища китайской плотины «Три ущелья», крупнейшей гидроэлектростанции в мире. STRINGER ШАНХАЙ/Reuters/Corbis

Использование движения воды — один из древнейших способов получения энергии людьми.Сегодня на долю гидроэнергетики приходится около 20 процентов мирового производства электроэнергии, и эта цифра остается неизменной с 1990-х годов.

Но даже если плотина не задействована, вода является ключом к производству большей части электроэнергии в мире. На газовых, угольных, атомных и многих других электростанциях топливо фактически используется для превращения воды в пар, а генераторы преобразуют энергию пара в электричество. В честь Всемирной недели воды в этом году, вот некоторые из неожиданных способов, которыми вода играет жизненно важную роль в современном производстве энергии, и некоторые из удивительных способов использования воды в возможных источниках энергии будущего:

Энергия дождя

В падающей дождевой капле может быть не так уж много энергии, иначе она точно повредит.Но французские ученые нашли способ использовать то, что доступно. Команда Французской комиссии по атомной энергии построила устройство, используя специальный пластик, который преобразует вибрационную энергию капли дождя, падающей на нее, в электричество. Такое изобретение не могло производить много энергии: ливень производил до 12 милливатт, или достаточно, чтобы привести в действие пару стандартных лазерных указок. Но система будет иметь преимущество перед солнечной, так как будет работать в темноте и, конечно же, в ливень.

Водородное топливо

С помощью устройства, называемого топливным элементом, водород можно превратить в электричество.Но даже несмотря на то, что этот элемент широко распространен, получение одного только чистого водорода долгое время было проблемой. Сегодня почти все мировые запасы исходят из ископаемого топлива, в основном природного газа. Исследователи, однако, работали над способами выделения водорода из воды без использования большего количества энергии, чем может произвести топливный элемент. Некоторые проекты, например, изучают бактерии и солнечно-тепловые методы.

Топливо для реактивных двигателей, получаемое из морской воды

В более экстремальном варианте водородной энергетики U.Ранее в этом году компания S. Navy объявила, что разработала метод превращения морской воды в топливо для реактивных двигателей. Процесс начинается с использования электричества для расщепления воды на водород и кислород. Затем водород соединяется с углекислым газом, растворенным в воде, для получения углеводорода, также известного как топливо для реактивных двигателей. Но любой, кто рассматривает океаны как решение всех наших энергетических проблем, будет разочарован. Этот процесс энергозатратен и подходит только в том случае, если у вас есть корабль с ядерной установкой, и реактивные самолеты в воздухе вам нужны больше, чем электричество на палубе.

Гибрид солнечной энергии и ветра

Постройте очень высокую башню с верхней кромкой, а затем обдайте ее тонким водяным туманом. Туман поглощает тепло из воздуха и испаряется. Это приводит к тому, что прохладный плотный воздух течет к нижней части конструкции, где он проходит через огромные ветряные турбины, производящие электричество. Этот метод, запатентованный еще в 1975 году, лучше всего работает в жарких и засушливых местах и ​​требует большого количества воды.Наконец, в 2018 году он пройдет первое испытание, и башня будет выше, чем Эмпайр-стейт-билдинг, который планируется построить в Аризоне.

Геотермальная

Геотермальная энергия зависит от тепла Земли для производства электроэнергии. Но вы не можете просто воткнуть тостер в ближайший очаг магмы. В некоторых местах, таких как Исландия и Калифорния, сейсмическая активность разрушает скалы, позволяя воде циркулировать вблизи геологических горячих точек. Затем пар естественным образом поднимается на поверхность, где он может приводить в действие генераторы.На участках, где горячие породы залегают глубже под поверхностью, холодная вода может закачиваться через колодцы для подогрева, а горячая вода может извлекаться из других колодцев. В некоторых зданиях даже используются геотермальные тепловые насосы, но для перемещения энергии они обычно используют воздух или антифриз, а не воду.

Биотопливо

Традиционное биотопливо, такое как древесина, не требует дополнительной обработки водой перед сбором урожая. Но многие из новых источников биотоплива потребляют даже больше воды, чем дает природа.Такие культуры, как кукуруза и сахарный тростник, теперь выращивают специально для производства этанола, и они требуют орошения. По одной из оценок, к 2030 году на такое производство биотоплива может пойти до 8 процентов пресной воды США.

Фрекинг

При гидравлическом разрыве пласта вода закачивается глубоко под землю для создания трещин, которые обеспечивают доступ к захваченной нефти или природному газу. Каждая скважина может потребовать до 7 миллионов галлонов воды, чтобы высвободить все это ископаемое топливо. В некоторых регионах, таких как Калифорния и Техас, отвод воды для фрекинга истощает и без того истощенные запасы.Такая напряженность может возрасти, согласно новому отчету Института мировых ресурсов, в котором отмечается, что 40 процентов стран, имеющих площади, пригодные для фрекинга, уже имеют ограниченные водные ресурсы.

Антропоцен Энергия Окружающая среда Научные инновации Вода

Рекомендуемые видео

Как производится электричество? | Как работает электричество?

Какие источники энергии зеленые?

Энергия, вырабатываемая из возобновляемых источников, таких как гидроэнергия, ветер, солнечная энергия и геотермальная энергия, является экологически чистой.В отличие от ископаемого топлива, эти источники энергии не истощают природные ресурсы. Они также являются более чистыми источниками энергии, которые не загрязняют окружающую среду выбросами углерода.

Хотя возобновляемые источники энергии лучше для здоровья нашей планеты, они обычно стоят дороже, чем другие источники энергии, поэтому большая часть нашей электроэнергии не производится из зеленых источников.

Продукт JustGreen Power от Just Energy позволяет вам гарантировать, что эквивалент до 100% потребляемой вами электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников.

Узнать больше
Ежегодный экологический отчет штата Огайо
Ежеквартальный экологический отчет штата Огайо

Хотя варианты экологически чистой энергии Just Energy доступны на большинстве рынков, которые мы обслуживаем, они еще не доступны на всех наших рынках. Посмотрите, на каких рынках мы в настоящее время предлагаем варианты экологически чистой энергии.

Хотите узнать больше об электричестве? Ознакомьтесь с нашей серией образовательных статей с часто задаваемыми вопросами об электричестве.

Раскрытие информации об окружающей среде

Раскрытие информации об окружающей среде штата Иллинойс
Раскрытие информации об окружающей среде штата Делавэр

Источники: «Электричество – вторичный источник энергии.Университет Лихай,

1. «Электричество – вторичный источник энергии». Университет Лихай, http://www.ei.lehigh.edu/learners/energy/readings/electricity.pdf

2. «Наука об электричестве». Факторы, влияющие на цены на бензин – Объяснение энергии, Ваше руководство по пониманию энергии – Управление энергетической информации, www.eia.gov/energyexplained/electricity/the-science-of-electricity.php

3. «Уголь и электричество». Всемирная ассоциация угольщиков, 17 апреля 2018 г., www.worldcoal.орг/уголь/использует-уголь/уголь-электричество

4. «Как электроэнергия доставляется потребителям». Факторы, влияющие на цены на бензин – Объяснение энергии, Ваше руководство по пониманию энергии – Управление энергетической информации, www.eia.gov/energyexplained/electricity/delivery-to-consumers.php

5. Перлман, Ховард и Геологическая служба США. «Гидроэнергетика: как это работает». Адгезионные и когезионные свойства воды, Школа водных наук Геологической службы США, water.usgs.gov/edu/hyhowworks.html.

6. «Счетчики электрические.Министерство энергетики, www.energy.gov/energysaver/appliances-and-electronics/electric-meters.

Использование электрической энергии тепла

Эта история является частью специальной серии, посвященной проблемам энергетики. Чтобы узнать больше, посетите The Great Energy Challenge.

Что, если каждый галлон бензина в наших автомобилях и кусок угля на наших электростанциях несут дополнительную нагрузку? Что, если бы мы могли получить больше работы от нашего топлива? Это основная идея систем рекуперации отработанного тепла. Молодое предприятие Alphabet Energy, расположенное в Сан-Франциско, штат Калифорния, стремится взять за основу устаревшую идею производства электроэнергии из захваченного тепла и развернуть ее в массовом масштабе по дешевке с небольшой помощью нанотехнологий и полупроводниковой промышленности.

Предоставив термоэлектрический чип, который можно вставить в любой выхлопной дымоход или двигатель для преобразования тепла в электроэнергию, Alphabet надеется стать «Интелом отработанного тепла», сказал Мэтт Скаллин, исполнительный директор и соучредитель компании.

Термоэлектрическое устройство — это просто устройство, которое может использовать тепло для выработки энергии без движущихся частей (точно так же, как солнечный элемент вырабатывает электричество из света). Он основан на давно известном принципе, согласно которому электроны могут проталкиваться через материал при нагревании.Alphabet заявляет, что ее инновации заключаются как в выборе материала, так и в запатентованной технологии, которая обеспечивает низкую теплопроводность и делает ее очень подходящей как для масштабирования, так и для миниатюризации — для использования в небольших устройствах, а также в больших заводских дымоходах. Устройство подключается проводом к электрической системе завода или к сети, поэтому оно подает энергию, преобразованную в тепло, в режиме реального времени.

Компания Alphabet, которой всего год, поставила перед собой амбициозную цель: возглавить глобальный рынок, который, по ее мнению, может составить 200 миллиардов долларов для технологий, лежащих в основе систем рекуперации отработанного тепла.

(См. также: Министр энергетики США: Изменения могут произойти быстро)

Усилия Alphabet являются частью более широкой инициативы исследователей, предпринимателей и торговых групп по использованию тепловой энергии, которая в настоящее время выбрасывается фабриками, электростанциями, автомобилями. и даже ноутбуки. По словам Скаллина, американские политики в целом отстали от этого толчка. Но недавно двухпартийная группа законодателей во главе с представителем Демократической партии Полом Тонко из Нью-Йорка, бывшим главой исследовательского центра государственной власти своего штата, представила законопроект, предусматривающий 30-процентную инвестиционную налоговую скидку на установку систем рекуперации отработанного тепла в промышленных условиях. .

Делаем власть более продуктивной

Возможности могут быть огромными. Согласно отчету Окриджской национальной лаборатории за 2008 год (pdf), более двух третей топлива, используемого для выработки электроэнергии в Соединенных Штатах, теряется в виде тепла. На самом деле, согласно отчету, в Соединенных Штатах самая низкая энергоэффективность (показатель того, сколько сырой энергии уходит на каждый доллар ВВП) среди всех развитых экономик мира.

(См. также: Снижение уровня загрязнения парниковых газов в Китае и Индии благодаря низкотехнологичным исправлениям) , Уэстмонт, штат Иллинойс, компания, которая стремится модернизировать крупные заводы для преобразования отработанного тепла в электричество и полезную тепловую энергию (обычно пар или горячую воду), а затем продавать ее в сеть, хост или близлежащие объекты.

Например, системы когенерации (также называемые комбинированным производством тепла и электроэнергии) могут генерировать электроэнергию или механическую энергию и полезное тепло на объекте, которому требуется тепловая энергия, или преобразовывать отработанную энергию на месте в электрическую и механическую энергию. В 2008 году исследователи из Ок-Риджа сообщили, что на 3300 когенерационных установок в Соединенных Штатах приходится почти 9 процентов от общей мощности по выработке электроэнергии в стране, и призвали увеличить этот показатель до 20 процентов к 2030 году — уровень, уже превышенный некоторыми Европейские страны.Согласно отчету Oak Ridge, в 2008 году на долю когенерации приходилось более половины общего производства электроэнергии в Дании, почти 40 процентов в Финляндии и более 30 процентов в России.

По словам Кастена, одна из причин, по которой США уступают большинству других стран в использовании энергии отбросного тепла, заключается в том, что правила, как правило, запрещают коммунальным предприятиям получать финансовые выгоды от повышения эффективности — они должны передавать сбережения налогоплательщикам, грабя из них стимула к инвестированию.Кроме того, более высокие налоги на энергию в Европейском Союзе делают энергоэффективность и энергосбережение более ценными, сказал Кастен.

Несмотря на нормативные барьеры, Alphabet является одной из компаний, пытающихся добиться прорыва в области утилизации тепла. Несколько стартапов, таких как Nextreme в Research Triangle Park, Северная Каролина, работают над термоэлектрическими устройствами. По словам Скаллина, многие академические институты исследуют эту технологию, а такие корпорации, как General Motors и General Electric, имеют давние программы развития.

Новое уравнение тепло-энергии

Но Alphabet утверждает, что может радикально изменить цену в уравнении тепло-энергии, используя относительно распространенный недорогой материал, который обычно не эффективен в качестве термоэлектрического полупроводника. Компания использует технологию, изначально разработанную в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, чтобы адаптировать этот материал и снизить его теплопроводность, что, по сути, позволяет ему производить больше электроэнергии с меньшим количеством тепла.

Хотя Alphabet предполагает, что самое раннее применение ее технологии будет в таких местах, как фабрики — традиционно проекты по утилизации тепла были сосредоточены на крупнейших и самых горячих источниках на промышленных площадках и электростанциях — технология стартапа (если она работает по плану) может проложить путь к экономичной переработке энергии в самых разных условиях, от сотовых телефонов до автомобилей.Скаллин подчеркнул, что Alphabet все еще находится на самых ранних стадиях коммерциализации этой технологии для мобильных приложений.

(См.: Новый амортизатор превращает энергию выбоины в электричество)

Alphabet говорит, что ее чип производится таким же образом, как и микрочипы для электронных устройств. Использование эффекта масштаба в полупроводниковой промышленности позволит компании сократить расходы настолько, чтобы установить свои системы по цене «значительно менее 1 доллара за ватт», сказал Скаллин, по сравнению с затратами на установку вдвое или втрое выше, чем у некоторых конкурирующих систем рекуперации отработанного тепла.

В зависимости от скорости потока, химического состава и температуры выхлопных газов, выходящих из промышленных дымоходов, сказал он, технология Alphabet может обеспечить производителю срок окупаемости от двух до четырех лет.

По словам Скаллина, Alphabet планирует в следующем году завершить пилотную установку на промышленном объекте с большим источником отработанного тепла, чтобы к 2012 году привлечь коммерческих клиентов. корпорации, сказал Скаллин, отметив, что отработанное тепло является одним из немногих источников энергии, которые используются в США.Правительство С. не субсидирует. По словам Скаллена, в то время как проекты по использованию ископаемых и возобновляемых источников энергии могут получать выгоду от субсидий и налоговых льгот, отсутствие стимулов для утилизации отработанного тепла приводит к снижению стимулов для инвестиций в энергосберегающие технологии.

Законопроект Тонко, соавторами которого являются представители Демократической партии Джей Инсли из Вашингтона и Шелли Беркли из Невады, а также республиканец из Техаса Рон Пол, может изменить ситуацию. Кастен из Recycled Energy Development сказал, что это станет важным шагом на пути к внедрению и инновациям в области технологий утилизации тепла.«Существует 95 проверенных способов повторного использования энергии. Откройте для них двери, — сказал он, — устранив нормативные барьеры и уравняв игровое поле для энергетики, — и венчурные капиталисты поддержат еще 15 Alphabet Energies».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.