Получение электричества из эфира: простые схемы. Как получить электричество из воздуха

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

Содержание

• Общая информация
• Реальность или миф
• Энергия из пустоты
• Нынешние и классические разработки
• Принцип гальванической пары
• Способ с заземлением
• Ветрогенераторы
• Грозовые батареи
• Как соорудить генератор свободной энергии своими руками?
• Схема генератора
• Магнитный генератор
• Альтернатива Марка
• Достоинства
• Недостатки
• Где уже используют атмосферное электричество
• Полезные советы
• Вывод

Общая информация

В течение многих лет ученые ищут альтернативный источник электрической энергии, который позволит получать электричество из доступных и восстанавливаемых ресурсов. Возможность добыть ценные ресурсы из воздуха интересовала еще Теслу в XIX веке. Но если энтузиасты прошлых веков не имели в своем распоряжении столько технологий и изобретений, как современные исследователи, то сегодня возможности по реализации самых сложных и безумных идей выглядят вполне реально.

Получить альтернативное электричество из атмосферы можно двумя методами:

• благодаря ветрогенераторам;
• с помощью полей, которые пронизывают атмосферу.

Наукой доказано, что электрический потенциал способен накапливаться воздухом за определенный промежуток времени. Сегодня атмосфера настолько пронизана различными волнами, электроприборами, а также естественным полем Земли, что получить из нее энергоресурсы можно без особых усилий или сложных изобретений.

Классическим способом добычи энергии из воздуха является ветрогенератор. Его задача заключается в преобразовании силы ветра в электричество, которое поставляется для бытовых нужд.

Мощные ветровые установки активно используются в ведущих странах мира, включая:

• Нидерланды;
• Российскую Федерацию;
• США.

Однако одна ветряная установка способна обслужить лишь несколько электроприборов, поэтому для питания населенных пунктов, фабрик или заводов приходится устанавливать огромные поля таких систем. Помимо существенных плюсов у этого способа есть и недостатки. Один из них — непостоянность ветра, из-за чего нельзя предугадать уровень напряжения и накопления электрического потенциала.

В числе плюсов ветрогенераторов выделяют:

• практически бесшумную работу;
• отсутствие вредных выбросов в атмосферу.

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.

Энергия из пустоты

Наука не даёт вразумительного определения ни полю, ни энергии. Зато она ясно формулирует — энергия не берётся из ниоткуда и никуда не девается. Пытаясь добывать «энергию из ничего», мы можем только стараться «встраиваться» в процесс её естественного преобразования из одних видов в другие.

Энергия определяется полезной работой, а поле — пространственными характеристиками влияния его источника. И статический электрический заряд, и динамический магнитный эффект вокруг проводника с током, и тепло нагретого тела считаются полями.

Любое поле может выполнить полезную работу, следовательно, передать часть своей энергии. Именно это свойство побуждает искать источники дармовой энергии в различных полях. Считается, что такой энергии существует в разы больше, чем в освоенных человечеством традиционных источниках.

Например, мы умеем использовать энергию гравитации огромной Земли, но не умеем её извлекать из притяжения малюсенького камня. Она слишком незначительная, чтобы это имело смысл, но практически неисчерпаема. Если придумать некий способ её извлечения из камешка, мы получим новый источник энергии.

Примерно этим занимаются исследователи и разработчики всех видов и мастей в попытках извлечь «энергию из ничего». То поле, из которого различные изыскатели стремятся научиться добывать энергетический ресурс, они называют эфир.

Нынешние и классические разработки

Современные открытия и технологические разработки предоставляют широкое поле деятельности в получении «холодного электричества». Кроме устройств по идеям Тесла, сегодня широко распространены такие разработки для получения «энергии из пустоты», как:

• радиантное электричество;
• использование мощных неодимовых магнитов;
• получение тепла от механических нагревателей;
• трансформация энергии земли и излучений космоса;
• вихревые двигатели;
• термические земляные насосы;
• солнечные конвекторы;
• торсионные генераторы.

Все эти способы имеют своих приверженцев, но большинство из них довольно ресурсоёмкие и затратные. Немаловажно и то, что они требуют глубоких специальных знаний и изобретательности. Всё это делает подобное конструирование в домашних условиях затруднительным. Энергия из эфира своими руками может быть получена с помощью несложных и доступных схем. Их реализация не потребует глубоких знаний или больших издержек, но некоторая подгонка, настройка и расчёты всё же понадобятся.

Не все такие разработки можно назвать извлекающими именно «эфирную энергию». С точки зрения отсутствия расхода ресурсов на выработку электроэнергии, их по праву можно назвать извлекающими «энергию из ничего». Энергоносители этих систем не разрушаются при передаче энергии — отдавая её, они тут же её снова накапливают. Сама же система может вырабатывать электроэнергию если и не вечно, то, по крайней мере, очень-очень долго.

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.

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

Как соорудить генератор свободной энергии своими руками?

Генераторы создаются на основе следующих комплектующих и приспособлений:

• Элемент питания и резистор номиналом 2,2 КОМ. Его включать в чертёж обязательно.
• Ферритовое колечко любой магнитной проводимости.
• Конденсатор с ёмкостью 0,22 мкф, рассчитанный для напряжения до 250 Вольт.
• Толстая медная шина, чей диаметр — около 2 миллиметров. В дополнение берут тонкие медные провода в эмалевой изоляции, с диаметром 0,01 мм. Тогда и радиантные установки дают результат.
• Пластиковая или картонная трубка, чей диаметр составляет 1,5-2,5 сантиметра.
• Любой транзистор, обладающий подходящими параметрами. Хорошо, если в базовой комплектации, помимо генератора, будет присутствовать дополнительная инструкция. Иначе невозможно заняться реализацией практических схем генераторов свободной энергии с самозапиткой.

Интересно. В случае с дополнительными развязками между питающей и высоковольтной цепями применяют специальный входной фильтр. Можно не ставить такое приспособление, а подавать напряжение напрямую.

Для сборки можно использовать плату из стеклотекстолита, либо другое основание, обладающее похожими характеристиками. Главное — чтобы поверхность вмещала радиатор со всеми необходимыми приспособлениями. На пластиковой трубке наматывают обе катушки таким образом, чтобы одна размещалась внутри другой. Виток к витку наматывают высоковольтную обмотку, тоже расположенную внутри. Иногда этого требуют и самодельные импульсные безтопливные генераторы энергии.

Форма генерируемых импульсов обязательно проверяется на работоспособность, когда сборка закончена. Для этого берут осциллограф, цифровой или электронный. При настройке следует обращать внимание только на один важный параметр — наличие крутых фронтов, которыми отличается генерируемая последовательность прямоугольных контактов.

Вам это будет интересно  Определение резонанса

Безтопливные генераторы

Схема генератора

Минимальные мощности из любых устройств можно получить несколькими способами:

1. Атмосферный конденсат в качестве источника. Его можно использовать при создании трансгенератора.
2. Ферримагнитные сплавы.
3. Тёплая вода.
4. Через магниты. Условия для них нужны минимальные.

Но необходимо научиться управлять этим явлением, чтобы эффект был максимальным.

Схема свободной энергии

Магнитный генератор

Подача магнитного поля к электрической катушке — главный эффект, которого можно добиться при использовании такого устройства. Список основных компонентов выглядит следующим образом:

• Поддерживающая катушка, для регулировки электричества.
• Питающая катушка.
• Запирающая катушка.
• Пусковая катушка, необходимая и для бестопливных приборов.

Схема включает транзистор управления вместе с конденсатором, диодами, ограничительным резистором и нагрузкой.

Создание переменного магнитного потока — вопрос, при решении которого у владельцев устройств возникает больше всего вопросов. Рекомендуется монтировать два контура, у которых есть постоянные магниты. Тогда силовые линии организуются со встречным направлением.

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.

Достоинства

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

Недостатки

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

Где уже используют атмосферное электричество

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

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

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

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.

Вывод

Итак, поле электрическое нашей планеты, безусловно, может послужить практически неисчерпаемым источником энергии, но официально извлекать ее пока не научились и в этом направлении ведутся многие разработки. Не стоит забывать, что многие законы физики человек так и не объяснил, и ориентируется по теориям, которые периодически нарушаются.  А что озвученные нами схемы, то они малоэффективны, но при желании вы можете поэкспериментировать. На этом все! Надеемся, материал был Вам полезен!

Источники

• https://220v.guru/vse-ob-elektroenergii/kak-dobyt-atmosfernoe-elektrichestvo-svoimi-rukami-iz-nichego.html
• https://chebo.pro/stroyka-i-remont/kak-sdelat-samomu-energiyu-iz-efira-dlya-doma-prostye-shemy. html
• https://zen.yandex.ru/media/elektrika/kak-poluchit-elektrichestvo-iz-zemli—probuem-dostat-rukami-do-nikoly-tesla-5a6206505f4967c7b95eb429
• https://teplo.guru/elektrichestvo/besplatnoe-elektrichestvo.html
• https://rusenergetics.ru/polezno-znat/svobodnaya-energiya-realno-rabotayuschie-skhemy
• https://FB.ru/article/221625/elektrichestvo-iz-vozduha-svoimi-rukami-mojno-li-dobyivat-elektrichestvo-iz-vozduha
• https://otlad.ru/svet/iz-vozduxa/
• https://www.tproekt.com/staticeskoe-elektricestvo-iz-vozduha/

[свернуть]

Бесплатное электричество из воздуха своими руками: работающие схемы и проекты

Дата публикации: 11 октября 2019

Содержание

• Электричество из воздуха: схемы, прошедшие проверку качества
• Схема получения электричества из воздуха по проекту Стивена Марка
• Несколько полезных советов по технике безопасности

Получение электричества из воздуха может показаться чем-то из области фантастики. Действительно, на столь смелое заявление оппоненты могут возразить, что в окружающей среде нет мощного источника электрической энергии, и единственное, что имеет право на существование, это солнечные батареи и ветрогенераторы. Однако их мнение не вполне соответствует действительности. Явление статического электричества в воздухе, знакомое практически каждому человеку, означает присутствие электроэнергии в пространстве в незначительном количестве. Научившись накапливать ее и использовать для работы бытовых энергозависимых приборов, человечество совершит прорыв в истории науки и заодно получит в свое распоряжение тысячи киловатт дешевых энергоресурсов с неисчерпаемым запасом.

Впервые попытку получить бесплатное электричество из воздуха своими руками предпринял знаменитый ученый-физик Никола Тесла. Он длительное время занимался исследованиями природы статического электричества и убедился в возможности его накопления. Более того, Тесла сумел создать прибор, «собирающий» статику из воздуха и хранящий накопленный заряд. К сожалению, это устройство не сохранилось, зато удалось восстановить и расшифровать рабочие записи и результаты исследований ученого. На их основе физикам удалось создать аналогичный прибор, способный получать электроэнергию из окружающей среды.

Опыты Тесла повторили многие специалисты и частные лица — любители из разных стран мира. Чьи-то опыты оказались бесплодными, но некоторым удалось приблизиться к ответу на вопрос, как получать электричество из воздуха как Тесла. В числе разработок – проект изобретателя Стивена Марка. Сконструированный им тороидальный генератор способен накапливать и удерживать значительное количество энергии, которого вполне достаточно для питания слабых источников света и бытовой техники. Работая без дополнительной подзарядки в течение длительного времени, генератор электричества из воздуха стабильно подавал бесплатную энергию на подключенные устройства-потребители, не оказывая негативного влияния на их техническое состояние и работоспособность.

Электричество из воздуха: схемы, прошедшие проверку качества

Сегодня научные журналы и тематические сайты предлагают немало схем и чертежей для электричества из воздуха, пригодных для реализации в домашних условиях. Тем более что есть благоприятные условия для воплощения подобных замыслов. Разветвленная сеть линий электропередач дополнительно насыщает воздух ионами в огромном количестве. И остается только научиться аккумулировать рассеянную энергию и использовать ее для бытовых нужд.

Первый вариант – земля в качестве основания и металлическая пластина, играющая роль антенны. Здесь нет необходимости использовать накопительные или преобразовательные устройства. Энергетический потенциал между землей и антенной может увеличиваться по мере накопления заряда. Действие такой схемы аналогично действию молнии: при накоплении достаточного количества электричества возникает разряд и видимое искрение. Единственная сложность – предсказать его величину в следующий момент времени невозможно. А пустить для бытовых устройств крупный разряд – значит сжечь их в первую же секунду.

В числе достоинств предлагаемого решения:

• Доступность реализации в домашних условиях;
• Минимальную себестоимость благодаря отказу от покупки дорогостоящих устройств и дополнительных приборов. А металлическая пластина с токопроводящими свойствами легко найдется в запасах у любого домашнего мастера.

Однако в предложенном проекте есть и недостатки. О первом сказано выше: это невозможность рассчитать силу заряда хотя бы приблизительно. И еще один момент, касающийся вопросов безопасности: открытый контур способен притягивать грозовой разряд, убийственная мощность которого опасна для жизни.

Схема получения электричества из воздуха по проекту Стивена Марка

Генератор Стивена Марка также доступен для реализации в бытовых условиях. Его работоспособность подтверждает патентование технологии, которой предрекал большое будущее ее изобретатель. Принцип прост: внутри кольцевой конструкции устройства токи и магнитные вихри резонируют, приводя к появлению разряда сравнительно высокой мощности.

Схема получения электричества из воздуха выглядит следующим образом:

• Основание прибора Марка – отрезок фанеры, резина или полиуретан, на которые будут уложены две коллекторные катушки и четыре катушки управления. Последние должны соответствовать следующим параметрам: внутренний и наружный диаметр кольца соответственно 18 и 23 см, ширина 2,5 см, толщина 0,5 см.
• Внутренняя коллекторная катушка наматывается с применением медного провода, в идеале намотка должна быть в три витка.
• Управляющие катушки наматываются одножильными проводами плоской намоткой с зазором между витками не более 15 мм. Для монтажа последней катушки применяют изолированный медный провод, который располагают по всей площади основания.
• Устанавливается конденсатор на 10 микрофарад.
• Выводы катушек соединяются. Для питания подбираются транзисторы, параметры которых учитывают тип проводов и прочие особенности конструкции.

Устройство готово к тестированию и первым пробным подключениям к маломощному энергозависимому устройству.

Несколько полезных советов по технике безопасности

• Непредсказуемость статического электричества требует внимательного конструирования с учетом полярности, правильности подключения и изоляции устройства;
• Испытания лучше проводить в помещении, откуда своевременно удалены легковоспламеняющиеся и взрывоопасные устройства.

Для тестирования лучше подобрать «ненужный» прибор, порча которого вследствие допущенных ошибок не принесет разочарования. И не поленитесь проверить готовый генератор несколько раз, прежде чем испытывать его работоспособность.

Как работают ветряные турбины?

Офис технологий ветроэнергетики

Ветряные турбины работают по простому принципу: вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер вращает пропеллерные лопасти турбины вокруг ротора, который вращает генератор, вырабатывающий электричество.

Исследуйте ветряную турбину

Чтобы увидеть, как работает ветряная турбина, нажмите на изображение для демонстрации.

Типы ветряных турбин >

Размеры ветряных турбин >

Узнать больше >

Ветер — это форма солнечной энергии, вызванная комбинацией трех одновременных явлений:

1. Солнце неравномерно нагревает атмосферу
2. Неравномерность земная поверхность
3. Вращение Земли.

Характер и скорость ветрового потока сильно различаются по всей территории Соединенных Штатов и зависят от водоемов, растительности и различий в рельефе. Люди используют этот поток ветра или энергию движения для многих целей: парусный спорт, запуск воздушного змея и даже производство электроэнергии.

Термины «энергия ветра» и «энергия ветра» описывают процесс, посредством которого ветер используется для выработки механической энергии или электричества. Эта механическая энергия может использоваться для определенных задач (таких как измельчение зерна или откачка воды), или генератор может преобразовывать эту механическую энергию в электричество.

Ветряная турбина преобразует энергию ветра в электричество, используя аэродинамическую силу лопастей ротора, которые работают как крыло самолета или лопасти винта вертолета. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха по обеим сторонам лопасти создает как подъемную силу, так и сопротивление. Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться. Ротор соединяется с генератором либо напрямую (если это турбина с прямым приводом), либо через вал и ряд шестерен (редуктор), которые ускоряют вращение и позволяют уменьшить физически размер генератора. Этот перевод аэродинамической силы во вращение генератора создает электричество.

Типы ветряных турбин

Большинство ветряных турбин подразделяются на два основных типа:

Турбины с горизонтальной осью

Деннис Шредер | NREL 25897

Ветряные турбины с горизонтальной осью — это то, что многие люди представляют себе, когда думают о ветряных турбинах.

Чаще всего они имеют три лопасти и работают «против ветра», при этом турбина вращается в верхней части башни, поэтому лопасти обращены к ветру.

Турбины с вертикальной осью

Майк ван Бавел | 42795

Ветряные турбины с вертикальной осью бывают нескольких разновидностей, в том числе модель Дарье в стиле взбивалки, названная в честь французского изобретателя.

Эти турбины всенаправленные, то есть их не нужно направлять на ветер для работы.

Ветряные турбины могут быть построены на суше или на море в больших водоемах, таких как океаны и озера. Министерство энергетики США в настоящее время финансирует проекты , чтобы облегчить развертывание морской ветроэнергетики в водах США.

Применение ветряных турбин

Современные ветряные турбины можно разделить на категории по месту их установки и способу подключения к сети:

Наземный ветер

WINDExchange

Мощность наземных ветряных турбин варьируется от 100 киловатт до нескольких мегаватт.

Более крупные ветряные турбины более эффективны с точки зрения затрат и сгруппированы в ветряные электростанции, которые обеспечивают большую мощность в электросети.

Морской ветер

Деннис Шредер | NREL 40484

Морские ветряные турбины, как правило, массивны и выше Статуи Свободы.

У них нет таких проблем с транспортировкой, как у наземных ветряных установок, поскольку крупные компоненты можно перевозить на кораблях, а не по дорогам.

Эти турбины способны улавливать мощные океанские ветры и генерировать огромное количество энергии.

Распределенный ветер

Когда ветряные турбины любого размера устанавливаются на «потребительской» стороне электросчетчика или устанавливаются в месте или рядом с местом, где будет использоваться производимая ими энергия, они называются «распределенным ветром».

Примус Ветроэнергетика | 44231

Многие турбины, используемые в распределенных приложениях, представляют собой небольшие ветряные турбины. Одиночные небольшие ветряные турбины мощностью менее 100 киловатт обычно используются в жилых, сельскохозяйственных, а также небольших коммерческих и промышленных целях.

Небольшие турбины могут использоваться в гибридных энергетических системах с другими распределенными энергоресурсами, например, в микросетях, питаемых от дизельных генераторов, аккумуляторов и фотогальваники.

Эти системы называются гибридными ветровыми системами и обычно используются в удаленных, автономных местах (где подключение к коммунальной сети недоступно) и становятся все более распространенными в приложениях, подключенных к сети, для обеспечения отказоустойчивости.

Узнайте больше о распределенном ветре из Distributed Wind Animation или прочитайте о том, что делает Управление технологий ветроэнергетики для поддержки развертывания распределенных ветровых систем для домов, предприятий, ферм и общественных ветровых проектов.

Узнать больше

Заинтересованы в энергии ветра? Справочник по малому ветру помогает домовладельцам, владельцам ранчо и малому бизнесу решить, подходит ли им энергия ветра.

Дополнительные ресурсы по энергии ветра можно найти на WINDExchange, где есть планы уроков, веб-сайты и видео для учащихся K-12, а также информация о проекте «Ветер для школ» и университетском конкурсе ветра.

Энергия 101: Производство чистой электроэнергии из ветра

Видео URL

В этом видеоролике рассказывается об основных принципах работы ветряных турбин и показано, как работают различные компоненты для улавливания и преобразования энергии ветра в электричество. См. текстовую версию.

Министерство энергетики США

History of U.S. Wind Energy

На протяжении всей истории использование энергии ветра то возрастало, то уменьшалось, от использования ветряных мельниц в прошлые века до высокотехнологичных ветряных турбин на ветряных электростанциях сегодня. ..

Учить больше

10 фактов о ветроэнергетике, которых вы не знали

Освежите свои знания о ветре! Получите подробную информацию о нескольких менее известных фактах об энергии ветра.

Учить больше

Кто использует распределенный ветер?

Существует множество различных типов клиентов распределенного ветра. Узнайте больше о распределенном ветре и о том, кто его использует.

Учить больше

Топ-10 вещей, которые вы не знали о распределенной энергии ветра

Узнайте об основных фактах, связанных с ветряными турбинами, используемыми в распределенных приложениях.

Учить больше

10 вещей, которые вы не знали об оффшорной ветроэнергетике

Узнайте больше об усилиях по разработке обширных оффшорных ветровых ресурсов Америки.

Учить больше

Узнайте больше о ветроэнергетике, посетив веб-страницу Управления технологий ветроэнергетики или просмотрев финансируемые Управлением мероприятия.

Будет ли в будущем электричество производиться из воздуха?

Блоги

9 минут

04 апреля 2022 г.

возобновляемые источники энергии

Технологии становятся все более мобильными. Для электромобилей, автономных систем, роботов, носимых устройств и мобильных электронных устройств источник питания оказывается ограничивающим фактором. Это связано с тем, что объем, вес, ограниченная емкость и длительное время зарядки аккумуляторов ограничивают мобильность и гибкость. Средством от этого может быть беспроводная передача энергии или, что еще более последовательно, генерация энергии непосредственно в мобильном устройстве.

Передача энергии через пустое пространство не нова. Солнце практикует эту процедуру уже более 4,5 миллиардов лет. Но потери гигантские; Большая часть энергии, излучаемой солнцем, теряется в космосе, и лишь малая часть достигает небесных тел, которые вращаются вокруг него, и только часть этой энергии в конечном итоге может быть использована. То же самое относится к земле, когда речь идет о беспроводной передаче энергии на расстояния более нескольких сантиметров: их эффективность (отношение полезной энергии к общему расходу энергии) значительно ниже 1 процента и быстро падает с расстоянием.

Одним из решений является объединение электромагнитной энергии. Вот почему Emrod , компания чистых технологий, основанная в Окленде, Новая Зеландия, в 2019 году, полагается на метод формирования луча, который преобразует электричество в параллельный электромагнитный луч, направляемый напрямую от одной антенны к другой. Через год после своего основания компания Emrod представила доказательство концепции беспроводной передачи энергии с эффективностью формирования луча более 97 процентов. Основатель и генеральный директор Грег Кушнир объясняет ключевую инновацию: «Мы достигаем высокой эффективности с электромагнитными метаматериалами. С их помощью мы можем прочно связать электромагнитную энергию в передающей антенне. Мы убеждены, что благодаря дальнейшим улучшениям на стороне передачи, и особенно на приемной стороне (там, где в настоящее время происходят большие потери), мы сможем реализовать эффективность всей системы более чем на 80 процентов». Обычный КПД для передачи электроэнергии по высоковольтным линиям составляет 60-95 процентов, в зависимости от страны и с учетом убытков, например, из-за хищения электроэнергии. Метаматериалы, такие как композиты металла и пластика, обладают «неестественными» оптическими, электрическими и магнитными свойствами. Они содержат искусственные повторяющиеся структуры, которые необычным образом взаимодействуют с электромагнитными волнами при условии, что эти структуры меньше длины волны. Например, метаматериал может направлять радарные лучи вокруг себя так, что остается невидимым для радаров.

В настоящее время проводятся полевые испытания

Кушнир объясняет: «Метаматериалы, которые мы разрабатываем и создаем, характеризуются такими умными свойствами, как точная форма, геометрия, размер, ориентация и расположение, что позволяет нам блокировать, ослаблять, усиливать или перенаправлять электромагнитную энергию». Emrod использует частоту 5,8 гигагерца для беспроводной передачи энергии. Эта частота, которая также используется радаром, направленным радио, WLAN и Bluetooth, в значительной степени не зависит от погодных условий. Технология формирования луча, разработанная Emrod направляет энергию в виде сильно связанного «стержня» от передающей антенны через ретрансляционные антенны к приемной антенне. Название компании также происходит от этой технологии: «Em» означает электромагнитный, «стержень» — стержень. В сотрудничестве с новозеландским поставщиком электроэнергии Powerco , Emrod разработала более крупный прототип для помещений и планирует построить беспроводную систему, которую можно будет использовать для дальнейшего расширения сети снабжения Powerco . Ожидается, что система поможет обеспечить электроэнергией удаленные районы и устранит необходимость прокладки дорогостоящего медного кабеля в районах со сложным рельефом. Кроме того, считается, что беспроводная система значительно снижает затраты на техническое обслуживание и снижает воздействие на окружающую среду. «Особенно для производства электроэнергии из возобновляемых источников беспроводная передача энергии предлагает себя в качестве ключевой технологии для передачи энергии потребителю устойчивым образом», — говорит Кушнир. Это связано с тем, что транспортировка по кабелю требует много места из-за подстанций и опор линий электропередач, а также многих материалов, таких как медь и сталь, а также значительного объема работ по техническому обслуживанию и ремонту.

Постоянные устройства Emrod можно использовать там, где обычные проводные соединения неэкономичны, сложны в установке или обслуживании.
На фото показана тележка с антенной, которую можно использовать, например, для беспроводного энергоснабжения в районах стихийных бедствий.

Беспроводная передача энергии на короткие расстояния уже стала частью нашей повседневной жизни. Беспроводная передача энергии на большие расстояния требует значительных технических усилий, таких как узкоспециализированная конструкция антенны Emrod , чтобы минимизировать потери. Однако, если передатчик и приемник находятся на расстоянии всего нескольких сантиметров друг от друга, транспортировку энергии по воздуху с малыми потерями реализовать проще, и это уже является современным уровнем техники. В простейшем случае передатчик и приемник представляют собой две катушки, обращенные друг к другу на небольшом расстоянии.

Установлен принцип индуктивной связи

Если через катушку передатчика проходит переменный ток, его переменное магнитное поле индуцирует переменное напряжение в катушке приемника. Беспроводные зарядные станции для электрических зубных щеток и смартфонов уже работают по этому принципу индуктивной связи. Такие передовые системы, передающие электроэнергию по беспроводной сети с высокой эффективностью до двух метров, уже есть в продаже. Кроме того, широко используются пассивные транспондеры RFID (RFID = радиочастотная идентификация), которые не требуют внешнего источника питания или батареи. Крошечные транспондеры служат в качестве смарт-карт в системе контроля доступа, в качестве иммобилайзеров для автомобилей, в качестве имплантатов для идентификации животных, в качестве радиометок для маркировки товаров и многого другого. Лучи считывающего устройства не только передают информацию, но и энергию для работы транспондера. Рельсовые транспортные средства, такие как Transrapid , разработанный в Германии высокоскоростной монорельсовый поезд с использованием магнитной левитации, также оснащен беспроводной индуктивной связью. Эта технология, вероятно, станет особенно важной для электромобилей. В будущем автомобильные аккумуляторы можно будет заряжать во время движения по зарядной полосе дороги, в которую встроены катушки или пластины, увеличивая запас хода батареи до тысяч километров. Однако для электромобилей и промышленных приложений задача гораздо сложнее, чем для RFID и небольших устройств. Аккумулятор смартфона можно быстро зарядить мощностью 5 Вт. Для электромобилей, автономных мобильных роботов, напольных конвейеров и другого промышленного оборудования требуется в 1000 раз больше беспроводной энергии. Такие системы все еще находятся в зачаточном состоянии. Тем не менее, команда из Университета Колорадо в Боулдере, США, недавно представила тестовую установку, которая передает 1 киловатт на расстояние 12 сантиметров.

Физик Джун Яо и микробиолог Дерек Ловли разработали воздушный генератор, который соединяет электроды с белковыми нанопроволоками таким образом, чтобы генерировать электрический ток из водяного пара, естественно присутствующего в атмосфере.

Команда использует емкостную, а не индуктивную связь, которая включает передачу энергии на основе высокочастотного электрического поля. В будущем технико-экономические обоснования должны будут показать, можно ли оптимизировать этот принцип и применить его в промышленной практике. В конце концов, промышленным секторам нужны не только решения, минимизирующие потери энергии, но и стандартизированные конструкции и надежные компоненты, способные выдерживать суровые производственные условия, а также микроконтроллеры со встроенным интеллектом для оптимизации передачи энергии.

Все эксперты согласны с тем, что потенциал промышленного Интернета вещей (IIoT), объединения в сеть машин, складов, грузовых автомобилей, роботов и датчиков можно по-настоящему использовать только тогда, когда компоненты будут освобождены от кабелей. Это не только делает их более мобильными и гибкими в использовании, но и устраняет вилки и розетки и, следовательно, проблемы с контактами и утечки, а также делает их более надежными и требует меньше обслуживания. Однако возможно, что беспроводная передача энергии является лишь переходной технологией. Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте недавно представили Air-gen , генератор размером с ноготь, который производит электричество просто из воздуха, точнее, из влаги в воздухе. Команда, возглавляемая микробиологом Дереком Ловли и физиком Джун Яо, использует электропроводящие белковые нанопровода, производимые бактериями вида Geobacter. Air-gen состоит из пленки таких белковых нанопроволок (e-PN) толщиной примерно 8 микрометров. Электронные сети образуют рыхлую сеть с наноканалами, по которым могут двигаться молекулы воды. Пленка нанесена на золотой электрод размером 5×5 мм. Вверху меньший золотой электрод (1 × 1 миллиметр) лишь частично покрывает пленку, позволяя ей поглощать воду из воздуха и направлять ее вниз по каналам. Поскольку воде труднее проникать в более глубокие слои, устанавливается постоянный градиент концентрации.

20 часов электроэнергии в настоящее время поставляет Airgen

Яо, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники, объясняет механизм производства электроэнергии: «Молекула воды, которая присоединяется к e-PN, испускает частичный электрический ток. В результате градиента концентрации плотность заряда в верхних слоях пленки больше, чем в нижних, что создает напряжение между электродами и протекание тока». В течение 20 часов Прототип Air-gen обеспечивает непрерывный электрический ток для питания небольших электронных компонентов напряжением 0,5 В. После этого мини-ячейка подзаряжается во влажном воздухе около 5 часов и повторяет цикл. Команда Amherst считает, что может значительно увеличить выходную мощность за счет моделирования свойств e-PN и даже превзойти удельную мощность солнечных элементов, объединив множество Air-gens . Преимущества технологии Air-gen по сравнению с возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнечная энергия, заключаются в следующем: Air-gen работает днем ​​и ночью; влажность присутствует везде, поэтому он будет работать даже в помещении и не зависит от погодных условий. Профессор Ловли, заведующий кафедрой микробиологии, считает: « Air-gen позволяет производить экологически чистую энергию, которая гораздо менее ограничена местоположением или условиями окружающей среды, чем другие устойчивые подходы». В настоящее время исследователи работают над крошечными блоками Air-gen , которые могут питать носимые устройства, такие как мониторы здоровья и фитнеса и умные часы, а объединение нескольких блоков позже сделает смартфоны независимыми от батареи. «Наша долгосрочная цель, — говорит Яо, — состоит в том, чтобы иметь крупномасштабные коммерческие установки, которые вносят значительный вклад в устойчивое производство электроэнергии». Ловли добавляет: «Geobacter не подходит для технического массового производства е-PN. Поэтому мы генетически модифицировали Escherichia coli (E. coli), гораздо более устойчивый вид бактерий, для производства е-PN с высокой производительностью». Культуры E. coli можно выращивать в больших количествах с низкими затратами, используя глицерин, являющийся побочным продуктом производства биодизельного топлива.