Атмосферное электричество, как новый источник альтернативной энергии


СОДЕРЖАНИЕ:

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ — ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

В природе существует уникальный альтернативный источник энергии, экологически чистый, возобновляемый, простой в использовании, который до сих пор нигде не используется. Источник этот — электрическое поле Земли.

Ниже излагается способ получения энергии из этого источника. Способ основан на свойствах электрического поля Земли и на базовых законах электростатики.

Атмосферное электричество

Наша планета в электрическом отношении представляет собой подобие сферического конденсатора, заряженного примерно до 300 000 вольт. Внутренняя сфера — поверхность Земли — заряжена отрицательно, внешняя сфера — ионосфера — положительно. Изолятором служит атмосфера Земли.

( Рис.1 ) Электрическая схема глобального конденсатора

Через атмосферу постоянно протекают ионные и конвективные токи утечки конденсатора, которые достигают многих тысяч ампер. Но несмотря на это разность потенциалов между обкладками конденсатора не уменьшается.

А это значит, что в природе существует генератор (G), который постоянно восполняет утечку зарядов с обкладок конденсатора. Таким генератором является магнитное поле Земли, которое вращается вместе с нашей планетой в потоке солнечного ветра.

Чтобы воспользоваться энергией этого генератора, нужно каким то образом подключит к нему потребитель энергии.

Подлючиться к отрицательному полюсу — Земле — просто. Для этого достаточно сделать надежное заземление. Подключение к положительному полюсу генератора — ионосфере — является сложной технической задачей, решением которой мы и займемся.

Как и в любом заряженном конденсаторе, в нашем глобальном конденсаторе существует электрическое поле. Напряженность этого поля распределяется очень неравномерно по высоте: она максимальна у поверхности Земли и составляет примерно 150 В/м. С высотой она уменьшается приблизительно по закону экспоненты и на высоте 10 км составляет около 3% от значения у поверхности Земли.

Таким образом, почти всё электрическое поле сосредоточено в нижнем слое атмосферы, у поверхности Земли. Вектор напряженности эл. поля Земли E направлен в общем случае вниз. В своих рассуждениях мы будем использовать только вертикальную составляющую этого вектора. Электрическое поле Земли, как и любое электрическое поле, действует на заряды с определенной силой F, которая называется кулоновской силой. Если умножить величину заряда на напряженность эл. поля в этой точке, то получим как раз величину кулоновской силы Fкул.. Эта кулоновская сила толкает положительные заряды вниз, к земле, а отрицательные — вверх, в облака.

Электрическое поле Земли является потенциальным полем как и любое эл. поле. Каждой точке этого поля соответствует свой потенциал. Точки с одинаковым потенциалом образуют эквипотенциальные поверхности.

Проводник в электрическом поле

Установим на поверхности Земли вертикальный металлический проводник и заземлим его. Пусть верхняя точка проводника находится на на каком-то уровне U потенциала эл. поля Земли. Электрическое поле Земли в соответствии с законами электростатики начнет двигать электроны проводимости вверх, к верхней точке проводника, создавая там избыток отрицательных зарядов. Такое движение электронов будет продолжаться до тех пор, пока в верхней точе проводника не возникнет потенциал -U, равный по величине и противоположный по знаку потенциалу U эл. поля Земли, на котором расположена верхняя точка этого проводника.

Этот отрицательный потенциал -U полностью компенсирует положительный потенциал U эл.поля Земли и весь проводник, включая и его верхнюю точку, приобретает потенциал Земли, который мы принимаем за ноль.

Но избыток отрицательных зарядов в верхней точке проводника создаст свое электрическое поле.

Мы получили систему из двух эл. полей: эл. поля Земли E1 и эл. поля избыточных зарядов в верхней точке проводника E2.

Электрические поля Земли (слева) и верхней точки проводника (справа)

На рис. 2 изображены векторы напряженности этих полей.

Векторы напряженности эл. поля Земли E1 вблизи проводника везде одинаковы по величинен и направлению.

Векторы же напряженности эл. поля проводника в разных точках поля имеют разную величину и направление. На рис. 2 справа изображены векторы напряженности E2 этого эл. поля. Они сходятся в верхней точке проводника, где сосредоточены избыточные электроны проводимости.

Согласно принципу суперпозиции эл. полей напряженность результирующего эл. поля равна геометрической сумме напряженностей каждого из этих полей.

Обратите внимание: ниже верхней точки проводника векторы напряженности E1 и E2 этих двух полей направлены в противоположных направлениях. Здесь они компенсируют друг друга и в проводнике эл. поле равно нулю.

Выше верхней точки проводника векторы напряженности этих двух полей направлены в одном направлении — вниз. Здесь они складываются и дают суммарную напряженность эл. поля.

Если мы сложим геометрически эти векторы и проведем эквипотенциальные линии в каждой точке поля, то получим картину, изображенную на рис.3.

На рис.3 изображено суммарное эл. поле в сечении вертикальной плоскостью, проходящей через проводник. Примечательно, что потенциал проводника во всех его точках равен нулю и в то же время на верхней точке проводника сконцентрирована большая напряженность суммарного эл. поля Земли и проводника.

Именно это эл. поле и стремится вырвать электроны проводимости из верхней точки проводника. Но у электронов недостаточно энергии для того, чтобы покинуть проводник. Эта энергия называется работой выхода электрона из проводника и для большинства металлов она составляет менее 5 электронвольт — величина весьма незначительная. Но электрон в металле не может приобрести такую энергию между столкновениями с кристаллической решеткой металла и поэтому остается на поверхности проводника.

Возникает вопрос: что произойдет с проводником, если мы поможем избыточным зарядам на верхушке проводника покинуть этот проводник ?

Ответ простой: отрицательный заряд на верхушке проводника уменьшится, внешнее электрическое поле внутри проводника уже не будет скомпенсировано и снова начнет двигать электроны проводимости вверх к верхнему концу проводника. Значит, по нему потечет ток. И если нам удастся постоянно удалять избыточные заряды с верхней точки проводника, в нем постоянно будет течь ток. Теперь нам достаточно разрезать проводник в любом, удобном месте и включить туда нагрузку ( потребитель энергии ) — и электростанция готова.

На рис.4 показана принципиальная схема такой установки.

Под действием электрического поля Земли электроны проводимости из земли движутся по проводнику через нагрузку и далее вверх к эмиттеру, который освобождает их из поверхности металла верхушки проводника и отправляет их в виде ионов в свободное плавание по атмосфере. Электрическое поле Земли в полном соответствии с законом Кулона поднимает их вверх до тех пор, пока они на свем пути не будут нейтрализованы положительными ионами, которые всегда опускаются вниз из ионосферы под действием того же поля.

Таким образом, мы замкнули электрическую цепь между обкладками глобального электрического конденсатора, который в свою очередь подключен к генератору G, и включили в эту цепь потребитель энергии ( нагрузку ). Остается решить один важный вопрос: каким образом удалять избыточные заряды с верхней точки проводника?

Эмиттер

Для этого нужно устройство, которое бы помогало электронам проводимости покинуть проводник — излучатель электронов или эмиттер.

Эмиттер может быть построен на базе высоковольтного генератора небольшой мощности, который способен создать коронный разряд вокруг излучающего электрода на верхушке проводника.

Такие высоковольтные генераторы используются в промышленности в дымоулавливателях, ионизаторах воздуха, установках для электростатической окраски металлов и различных бытовых приборах.

Генератор создает вокруг излучателя электронов проводимости искровой, коронный или кистевой разряд. Такой разряд является проводящим плазменным каналом, по которому электроны проводимости свободно стекают в атмосферу уже под действием эл.поля Земли.

Для этой же цели можно использовать трансформатор или катушку Теслы.

В 1891 году Никола Тесла создал свой знаменитый высокочастотный высоковольтный трансформатор, который он использовал для экспериментов и демонстрации своих опытов.

Сейчас это устройство называют катушкой Теслы (Tesla coil). В промышленности это изобретение не нашло применения. Оно используется главным образом для всякого рода аттракционов.

Во время работы катушки в ее вторичной обмотке создается напряжение в несколько миллионов вольт, которое ионизирует воздух и создает различные электрические разряды — стримерные, искровые или коронный разряд в зависимости от входного напряжения.

Каналы этих разрядов в ионизированном воздухе являюся хорошим проводником для электронов проводимости, которые стремятся вырваться из металла проводника в атмосферу. И электроны проводимости по каналам разрядов легко покидают проводник и уходят в атмосферу уже под действием эл. поля Земли, которое концентрируется на верхней точке проводника.

Форму и интенсивность разряда катушки можно в определенных пределах регулировать от слабого коронного до мощного дугового в зависимости от интенсивности эл. поля Земли и необходимой мощности установки.

Оценка мощности установки

Пусть верхняя точка проводника находится на высоте 100 м., средняя напряженность эл. поля по высоте проводника Еср. = 100 В/м.

Тогда разность потенциалов эл. поля между Землей и верхней точкой проводника будет численно равна:

U = h Eср. = 100 м * 100 В/м = 10 000 вольт.

Точно такой же величины будет и отрицательный компенсирующий потенциал в верхней точке проводника. Это — совершенно реальная разность потенциалов между землей и верхней точкой проводника, которую можно измерить. Правда, обычным вольтметром с проводами измерить ее не удастся — в проводах возникнет точно такая же э.д.с., как и в проводнике, и вольтметр покажет 0.

Сила тока в проводнике зависит в основном от эффективности работы эмиттера. Если с помощью эмиттера мы сможем получить ток 10 А., то полная мощность установки составит 100 кВт.

При работе эмиттера освободившиеся электроны скапливаются в атмосфере над эмиттером и создают отрицательно заряженное облако. Эл. поле этого облака направлено против эл. поля Земли и уменьшает его. При наличии ветра облако сносится ветром и его влияние будет незначительным. В отсутствии ветра это облако удаляется только кулоновскими силами эл. поля над эмиттером, образуя конвективную струю, направленную вверх. В этом случае сила тока установки будет ограничиваться силой тока конвективной струи.

Особенности электрического поля

Эл. поле над земной поверхностью обладает такими особенностями, которые обязательно нужно учитывать.

Над ровной подстилающей поверхностью такой, как море или широкая равнина, эквипотенциальные поверхности поля расположены примерно параллельно друг другу, как показано на рис. 2 слева.

Но как только в нем появляется заземленный проводник, это поле меняется и становится примерно таким, как показано на рис. 3.

Эквипотенциальные линии поля над заземленными проводниками

Эффект получается таким, как будто это поле поднялось и повисло на верхушке этого проводника. Эквипотенциальные линии над проводником сконценторировались, а значит увеличился вектор напряженности эл. поля.

В то же время у основания проводника эл. поле уменьшилось. Если два заземленных проводника расположены недалеко друг от друга, то эл. поле будет выглядеть примерно так, как показано на рис. 6.

Все эл. поле располагается выше заземленных проводников. Между этими проводниками у земной поверхности эл. поле близко к нулю.

Такими проводниками являются деревья, линии эл. передач, высокие постройки, и, конечно, все городские дома.

Следовательно, в условиях города проводник с эмиттером необходимо поднять выше крыш городских домов и всякого рода антенн, флагштоков, деревьев и шпилей, расположенных поблизости. Еще надежней поднять проводник и эмиттер на аэростате.

О мощности глобального генератора

Такая установка отбирает мощность у глобального генератора.

В связи с этим возникает один очень важный вопрос — как отразится повсеместное широкое использование таких установок на электрическом поле Земли?

Не приведет ли это к ослаблению эл. поля Земли?

У нас нет возможности замерить мощность этого генератора. Но по некоторым косвенным признакам можно судить о его мощности.

На Земле постоянно бушуют несколько ураганов, тропических штормов и множество циклонов. По современным представлениям и оценкам примерно треть мощности урагана приходится на его электрическую составляющую.

Что же это такое — электрическая составляющая мощности урагана?

Мощность урагана пропорциональна объему и скорости подъема теплого воздуха в его тепловой башне — центральной области урагана.

Такой подъем воздуха проискодит в основном за счет разности плотности воздуха на периферии урагана и в его центре — тепловой башне, но не только. Часть подъемной силы (примерно одну треть.) обеспечивает электрическое поле Земли.

Все дело в том, что испаряющаяся с поверхности штормового океана вода уносит с собой огромное количесво отрицательных зарядов.

С точки зрения электростатики штормовой океан представляет собой огромное поле, усыпанное остриями и ребрами, на которых концентрируются отрицательные заряды и напряженность эл. поля Земли. Это — электростатический эффект острия.

Испаряющиеся молекулы воды в таких условиях легко захватывают отрицательные заряды и уносят их с собой. А электрическое поле Земли в полном соответствии с законом Кулона двигает эти заряды вверх, добавляя воздуху подъемную силу.

И эта добавка составляет около трети полной подъемной силы, а значит и мощности урагана. Таким образом глобальный электрический генератор расходует часть своей мощности на усиление атмосферных вихрей на планете — ураганов, штормов, циклонов и пр.

Но такой расход мощности никак не сказывается на величине электрического поля Земли.

Если учесть, что мощность среднего урагана превышает мощность всех электростанций мира, то можно заключить, что широкое и повсеместное использование этой энергии никак не скажется на электрических параметрах нашей планеты.

Выводы

В результате наших действий мы подключили потребитель энергии к глобальному генератору электрической энергии. К отрицательному полюсу — Земле — мы подключились с помощью обычного металлического проводника (заземления), а к положительному полюсу — ионосфере — с помощью весьма специфического проводника — конвективного тока.

Конвективные токи — это электрические токи, обусловленные упорядоченным переносом заряженных частиц. В природе они встречаются часто. Самые мощные из них — это ураганы и восходящие потоки воздуха во внутритропической зоне конвергенции, которые уносят огромное количество отрицательных зарядов в верхние слои тропосферы.

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

— Источник энергии является простым и удобным в использовании.

— На выходе получаем самый удобный вид энергии — электроэнергию.

— Источник экологически чист: никаких выбросов, никакого шума и т.п.

— Установка проста в изготовлении и эксплуатации.

— Исключительная дешевизна получаемой энергии и еще масса других достоинств.

Электрическое поле Земли подвержено колебаниям: зимой оно сильнее, чем летом, ежедневно оно достигает максимума в 19 часов по Гринвичу, также зависит от состояния погоды. Но эти колебания не превышают 30% от его среднего значения.

В некоторых редких случаях при определенных погодных условиях напряженность этого поля может увеличиться в несколько раз.

Во время грозы эл.поле изменяется в больших пределах и может изменить направление на противоположное, но это происходит на небольшой площади непосредственно под грозовой ячейкой и в течение короткого времени.

Автор: Курилов Юрий Михайлович, Инженер-судоводитель, Санкт-Петербург

Атмосферное электричество как источник альтернативной энергии будущего

Исследование доктора философии Фернандо Гелембекка возможно откроет загадку над которой мучаются уже двести лет, а именно каким образом производится и высвобождается электрическая энергия в земной атмосфере. А она могла бы стать многообещающим и эффективным источником энергии ,таким же как солнечная энергия например, которая уже потихоньку начинает освобождать домашний бюджет от платежей за электричество в некоторых солнечных странах. Атмосферное электричество имеет по сравнению с солнечным намного больший потенциал в связи с огромным количеством энергии, которую все мы не раз наблюдали во время грозы.

Гэлембек стоит на пути создания устройства, которое будет “собирать” электричество из воздуха, так же как солнечная батарея поглощает солнечный свет и эффективно использовать собранное электричество для освещения,отопления,электроснабжения и других функций . И по словам Гелембека это скоро будет возможно. А согласно отчету, представленному на 240-ой Национальной встрече американского Химического Общества, некоторые ученые уже находятся на стадии развития таких технологий.

Исследования

По словам Гэлембека ,его исследование может предложить способ превращения атмосферного электричества в источник альтернативной энергии будущего. ”Если мы знаем по каким принципам электричество возникает и распространяется в атмосфере, мы можем вычислить место и время удара молнии и предотвратить возможный ущерб,” а надо отметить, молнии вызывают тысячи смертельных случаев и миллионы долларов материального ущерба.

Вопрос использования силы атмосферного электричества , сформированного естественным путем, мучал многих ученых в течении нескольких столетий. Знаменитый изобретатель Никола Тесла был среди тех, кто мечтал завоевать и использовать атмосферное электричество , но результаты своих исследований он нам к сожалению или счастью не оставил.

Электричество формируется в атмосфере, когда на микроскопических частицах пыли и других материалах в воздухе собирается водяной пар. Но процесс формирования и момент высвобождения электричества из воды остается пока для ученых тайной покрытой мраком.

Доктор Гэлембек со своими коллегами из испанского университета Кампинаса проводит лабораторные эксперименты моделирования контакта воды с частицами пыли в воздухе. Они используют мелкие частицы кварца и фосфата алюминия. В ходе эксперимента оказалось, что частицы кварца имеющие отрицательный заряд в присутствии влаги и фосфата алюминия стали положительно заряженными. Гэлембек поясняет ”это было явным доказательством накопления в атмосферной влаге электрического заряда и его передачи другим веществам ,мы назвали этот процесс ‘hygroelectricity ’(электричество влажности).

Дальнейшие исследования нацелены на создание устройства сбора, подобные солнечным батареям для производства электроэнергии. Лучше всего данная технология будет работать в областях c высокой влажностью,например влажные тропики.

Так же Гэлембек привел идею предупреждения формирования и удара молнии. Он предложил размещение устройств ‘hygroelectricity’ на крышах зданий в регионах с частыми грозами для сбора атмосферного электричества из воздуха, тем самым уменьшая вероятность образования грозы .

Заключение

С другой стороны количество электричества во влажном движущемся воздухе очень тонко распространено. А средства концентрации или нахождения доступного потенциала (который может быть довольно маленьким)еще нет .На данный момент готового технического устройства для сбора атмосферного электричества еще не разработали, остается только надеяться и ждать. Сама идея очень перспективная и в случае реализации сможет обеспечить немалым количеством экологически чистой энергии.

ИСПОЛЬЗОВНИЕ ЭНЕРГИИ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Все многообразие электрических явлений, происходящих в атмосфере Земли, дает, получившей наибольшее распространенное в это время, теория Пельтье-Экснера. Согласно этой теории, земной шар содержит большой избыток негативной электричества, которым заряжены и все предметы, находящиеся на нем. Отсюда следует, что электрическое поле, окружающее Землю, должно иметь отрицательный потенциал, постепенно уменьшается по мере удаления вверх от поверхности. Если принять потенциал на поверхности Земли равным нулю, то в атмосфере будет постепенно растущий положительный заряд, что действительно и наблюдается в высоких слоях атмосферы. В слоях же, близких к поверхности Земли постоянно присутствуют в атмосфере пары воды и пыль, наэлектризованные негативно, должны уменьшать напряженность поля и нарушать правильность его распределения. Согласно этой теории суточный и годовой ход атмосферного электричества находится в зависимости от количества пара, находящегося в атмосфере. Следует отметить, что до недавнего времени атмосферный воздух считалось очень хорошим диэлектриком, и только работы новейшего времени показали, что воздух при некоторых особых условиях становится ведущим (при нагревании, при розриджування, под действием ионизирующего излучения и т.д.). Электрические токи воздуха порой достигают и в средних широтах значительной силы, особенно они большие в полярных странах. В конце восьмидесятых годов прошлого столетия было открыто и изучено явление електроактиничности. Это явление заключается в том, что под воздействием ультрафиолетовых лучей проводник, заряженный отрицательным электричеством, быстро теряет свой заряд. В атмосферных явлениях это проявляется в том, что действие ультрафиолетовых лучей, которые находятся в

Рис. 20.1. Атмосфера замли, как диэлектрик сферического конденсатора.

солнечном спектре, способствует переходу отрицательного заряда Земли в атмосферу. Исследования показали, что актинический радиация имеет годовой и суточный ход, обратный ходу потенциала, как это и было ожидаемо. В терминах статического электричества, наша планета представляет собой подобие сферического конденсатора, заряженного примерно до 300 000 вольт. Внутренняя сфера — поверхность Земли — заряжена отрицательно, внешняя сфера — ионосфера — положительно. Изолятором служит атмосфера Земли. На Рис. 1.20. Условно показан такой сферический конденсатор.

Напряженность электрического поля нашей планеты составляет у поверхности примерно 130 г / м. С высотой напряженность этого поля падает. На высоте 10 км значение напряженности поля составляет около 3% от его значения у поверхности Земли. Через атмосферу постоянно протекают ионные и конвективные токи утечки конденсатора, которые достигают многих тысяч ампер. Но, несмотря на это разность потенциалов между обкладками конденсатора не уменьшается. Чтобы воспользоваться энергией этого заряженного конденсатора, нужно подключить к нему потребитель энергии. Для подключения к отрицательному полюсу — Земле достаточно сделать надежное заземление. Подключение к положительному полюсу генератора — до ионосферы — является сложным техническим заданием, решением которой занимаются многие исследователи. Один из проектов по использованию энергии атмосферного электричества заключался в следующем. На поверхности Земли устанавливается металлическая мачта с хорошим заземлением. Конструкция такого устройства показано на Рис. 20.2. При высоте мачты h = l 00 метров, разность потенциалов между Землей и верхушкой мачты будет численно равна примерно 10 000 вольт. Под влиянием внешнего электрического поля отрицательные заряды (электроны) начинают двигаться вверх, к макушке мачты, создавая там избыток отрицательных зарядов. А избыток отрицательных зарядов на верхушке мачты создаст свое электрическое поле, направленное навстречу внешнему полю. Наступает момент, когда эти поля сравняются по величине, и движение электронов прекращается. Это значит, что в проводнике, из которого сделана мачта, электрическое поле равно нулю. Однако, если удалять электроны с вершины мачты, то электрическое поле внутри мачты НЕ БУДЕТ скомпенсированы в ней постоянно будет течь ток.

В этом случае достаточно разрезать мачту в любом месте и включить туда нагрузку. Для удаления избыточных электронов предполагалось несколько способов. Один из таких способов основывается в следующем, если обдувать потоком пара заряженную отрицательно металлическую пластину, то пара будет захватывать с поверхности пластины часть свободных электронов и нести их с собой. Предлагаемая конструкция показано на Рис. 20.3. На этом Рис .: С — струя пара; Е — источник напряжения; А — ионизирующий изолированный электрод. Эмиттер представляет собой щелевой сопло, на котором помещен изолированный электрод А. На этот электрод подается положительный потенциал от источника Е. Проходящий через сопло пара, срывает электроны с краев сопла и несет их в атмосферу. Таким образом, электрод А, с положительным потенциалом на нем своего рода электродом активирует Меняя потенциал в этом электроде, можно добиться нужной величины силы тока эмиттера. На Рис. 4.20. Показана принципиальная схема другого эмиттера. На этом Рис .: 1 — верхушка мачты; 2 — генератор высоковольтных импульсов; 3 — искровой промежуток. Этот эмиттер основан на получении искрового разряда. От генератора высоковольтных импульсов негативные импульсы подаются на мачту, а положительные — подаются на электрод, образующий искровой промежуток с верхушкой мачты. Главное достоинство такого устройства — возможность регулировать ток эмиттера с помощью частоты разрядов, величины искрового промежутка.

Рис. 20.2. Разность потенциалов между землей и верхушкой мачты

Рис. 20.3. Один из вариантов эмиттера.

Но существует один недостаток — искровые разряды создают радиопомехи. Поэтому верхушку мачты с искровыми промежутками нужно экранировать цилиндрической сеткой, обязательно изолированной от мачты. Эмиттер может быть построен также на базе высоковольтного генератора небольшой мощности, который способен создать коронный разряд вокруг излучающего электрода на верхушке проводника. Такие высоковольтные Генераторы используются в промышленности в димовловлювачах, ионизаторы воздуха, установках для электростатического окрашивания металлов и различных бытовых приборах.

Генератор создает вокруг излучателя коронный или кистевой разряд. Такой разряд является ведущим плазменным каналом, по которому электроны проводимости свободно уходят в атмосферу уже под действием электрического поля Земли. На Рис. 20.5. Показано устройство электростанции, использующей атмосферное электричество. Существуют и другие проекты. В качестве примера можно привести электростатический генератор Ефименко. В его установке цилиндрический ротор вращается в потенциальном электрическом поле, создавая с помощью обычного динамо мощность около 70 Вт. Источником поля (я 6000 В) служит электрическое поле Земли, для чего установка имеет антенну и заземление. Исследование Фернандо Галембек (Fernando Galembeck), представленное на 240-й встрече Американского химического общества (ACS), посвященное вопросам формирования электрических зарядов в атмосфере. Практическим применением полученных результатов, по словам ученого, могла бы стать утилизация атмосферного электричества. Атмосферное электричество образуется, в частности, когда водяной пар конденсируется на частицах пыли, взвешенных в воздухе. Но, по словам Галембек, ученые до сих пор не имеют достаточных знаний о процессах формирования заряда и его «жизненном цикле», который иногда заканчивается вспышкой молнии. Ранее считалось, что капли

Рис. 20.4. Схема искрового эмиттера

Рис. 20.5. Устройство электростанции, использующей атмосферное электричество.

воды в атмосфере остаются электрически нейтральными даже после контакта с заряженными частицами пыли и других жидкостей. Однако новые данные свидетельствуют, что это не так.

Галембек и его коллеги экспериментально подтвердили идею о том, что на самом деле доли воды в атмосфере являются носителями электрического заряда. Исследователи использовали частицы кремнезема и фосфата алюминия, которые часто содержатся в воздухе в виде пыли, чтобы смоделировать контакт частиц воды и взвешенных веществ. Оказалось, что при повышенной влажности кремний приобретает больший отрицательный заряд, а фосфат алюминия — больший положительный заряд, чем в сухой атмосфере. «Вода в атмосфере может выступать в роли носителя электрического заряда и передавать его другой веществам, с которыми вступает в контакт», — объясняет Галембек. Мы называем это «гигрострум» В будущем будет возможно создать коллекторы, которые собирают гигрострум и направляют его на нужды офисов и жилых домов. Подобно тому, как солнечные батареи наилучшим работают в районах с преимущественно ясной погодой, «грозовые батареи» будут эффективны во влажных регионах, например, в тропиках. Группа Галембек тестирует различные материалы для выявления тех из них. которые можно будет использовать с наибольшей эффективностью для утилизации атмосферного электричества. Однако, по словам ученого, к практической реализации идеи устройства, собирает гигрострум, еще далеко. Учеными из научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства России удалось превратить энергию статического электричества в электроэнергию, используемую нами повседневно. Основой для этого служит люстра Чижевского, которая генерирует статическое электричество за счет ионизации воздуха. В результате исследований, проведенных в лаборатории института, была разработан устройство, которое служит преобразователем, аккумулирующие поток энергии, исходящий ВИЧ люстры. Полученный поток по проводам перенаправляется в разработанный блок и на выходе получается электричество напряжением около 40 вольт. По заявлению ученых их НИИ электрификации сельского хозяйства, можно получить напряжение и больше. Для этого необходимо с шара, подвешенного над землей, снимать статическое электричество, которое впоследствии, разработанный прибор преобразует в обычную электричество.

В одном из проектов системы для использования атмосферного электричества, для повышения эффективности предлагается использовать куполообразные трибоелементы, которые дополнительно электризуются под воздействием дождя, метели или снегопада. (Трибо — от греческого слова — трение, трибоелемент — устройство, которое электризуется за счет механического трения, степень электризации тем больше, чем больше поверхность взаимодействующих тел). Это предлагаемый устройство содержит несколько вертикально ориентированных и соединенных между собой кулолообразних элементов, к кромке нижнего из которых присоединен игольчатый электрод разрядника, а другой его электрод выполнен в виде заземленного металлического диска. Конструкция этой системы сказанное на Рис. 20.6. На этом Рис .: 1 — приемная крестообразная антенна; 2 — куполообразные трибоелементы; 3 — игольчатый электрод разрядника; 4 — корпус; 5 — заземлен металлический диск. Камера конденсатора выполнена в виде тела вращения с конической верхней частью. Корпус изготовлен из диэлектрического материала. На вершине корпуса размещена нижняя металлическая Террела — трибоелемент, что длинный металлический «нос», на котором жестко закреплены последовательно (с помощью металлического «нос») соединены между собой трибоелементы, полости которых и камеры сообщении. На верхнем трибоелементи закреплена крестообразная антенна. От кромки нижнего трибоелементу вертикально опускается игла. На основании камеры расположен нижний дискообразный металлический электрод масс заземления. Устройство работает следующим образом Террела-трибоелементы, расположенные вертикально и соединенные с антенной крестообразной формы.

Рис. 20.6. Установка с троеб элементами.

позволяют при минимуме объема создать максимальную поверхность ДЛЯ осуществления трибоелектризации различными атмосферными факторами. В результате возникает разность потенциалов между верхним электрически заряженным игольчатым электродом и нижним электродом. В период метелей, дождя, гроз процесс накопления электрических зарядов значительно усиливается за счет использования развитой поверхности трибоелементив. Установка работает в любую погоду, усиливая действие в период гроз, а также при расположении на возвышенном месте вблизи водоема, где электрическая заряженность облаков увеличивается. По мнению авторов, предлагаемый устройство открывает возможность получения в больших количествах электрической энергии из атмосферы.

На Рис. 20.7. Показано отдельное устройство для аккумуляции атмосферного электричества. На этом Рис .: 1 — приемник; 2 — изолятор; 3 — высоковольтный кабель; 4 — мачта; 5 — оттяжки мачты; 6 — преобразователь напряжения; 7 — отвод к потребителю. На Рис. 8.20. Показано устройство проектируемой энергетической станции, состоящей из нескольких устройств для аккумуляции атмосферного электричества.

Способ аккумулирования атмосферной электроэнергии с помощью летательных аппаратов. Этот способ реализуется с помощью запуска летательного аппарата и передачи электроэнергии через проводящий канал, электрически связан с накопителем электроэнергии. В качестве летательного аппарата предлагается использовать аэростат. Этот аэростат содержится в электропроводящую оболочку сферической формы и удерживается на высоте наибольшего количества атмосферно?

Рис. 20.7. Устройство для аккумуляции атмосферного электричества.

Рис. 20.8. Устройство энергетической станции для аккумуляции атмосферного электричества.

электроэнергии, с помощью троса из диэлектрического материала. Значение необходимой высоты определяется показанием амперметра. В качестве накопителя электроэнергии используется емкостной накопитель. Электроэнергия, аккумулированная электропроводной поверхностью оболочки аэростата, передается на емкостной накопитель с помощью электропровода. Следует отметить, что впервые опыты с аккумуляцией атмосферной электроэнергии были выполнены в 1921 году. Герман Плаусон, в Финляндии провел эксперименты с аэростатами, изготовленными из тонких листов магниево-алюминиевого сплава, покрытого очень острыми, электролитическим способом изготовленными иглами. На Рис. 20.9. Показано, разработанное им устройство с двумя аэростатами. На этом Рис .: 1 — аэростаты; 2 — металлическая сетка; 3 — металлические тросы; 4 -деревянная башня; 5 — накопленные электроэнергии. Плаусон получил мощность 0,72 кВт от одного аэростата и 3,4 кВт от двух, поднятых на высоту всего лишь 300 м. На свои устройства он в 1922-24х годах получил патенты США, Великобритании и Германии. В настоящее время имеется много проектов с использованием аэростатов. Один из таких проектов заключается в запуске в атмосферу группы аэростатов, способных привлекать электричество. Эти аэростаты соединяются электропроводами, которые также закрепляют аэростаты шара на земле в резервуарах, содержащих раствор воды и электролита. Если такая группа аэростатов поднимется достаточно высоко, до нижних ионизированных слоев атмосферы, постоянный электрический ток потечет по проведению через растворенный электролит, приведет к разложению воды на водород и кислород. Далее эти газы можно будет собрать так же, как в любом другом электролитическом устройства. В начале 60-х годов XX века был выдвинут проект использования «электрических течений», обнаруженных в верхних слоях атмосферы. В соответствии с этим проектом, на вершине горы устанавливаются мощные горелки. В топливо добавляются ионизирующие вещества, например соединения калия. При этом возникает высокий столб ионизированного газа — хорошего проводника электричества. Над горелками устанавливается медная сеть с крупными ячейками, закрепленная на изоляторах. Вся конструкция заземляется.

Рис. 20.9. Первые эксперименты по аккумуляции атмосферного электричества

Авторы проекта полагали, что «ионотрон» даст в сотни раз более дешевую энергию, чем от сжигания угля.

Но, из соображений экологии, в настоящее время этот проект не реализован. Сегодня ионный канал можно создать и другим способом. Например, с помощью направленного источника радиоактивного излучения — такие идеи предлагались, и более того, громоотводы такой конструкции использовались для грозового защиты объектов особой важности. Однако, изотопные громоотводы, хотя и способны инициировать разряд молнии, проблемы стабильности бы предсказуемости разрядов не решают. Между тем, решение проблемы, как кажется, нет. Способ заключается в предварительном сканировании грозового облака лазерным лучом небольшой мощности с целью выявления области наибольшей напряженности электростатического поля. После сканирования лазер ориентируется в эту область. Мощный лазерный луч, проходящий через отверстие в токоприемники, создает плазменный канал между облаком и землей, по которому направляется электрический ток. Заряд облаков стекает по плазменному каналу на токоприемник и передается по токопровода в накопитель энергии. Помимо прочего, такая установка позволит также хорошо выполнять молния-защитную функцию для различных объектов без использования опасных высокоактивных материалов.

Атмосферное электричество и грозовая энергетика

Энергия солнца 3

Энергия ветра 3

Биоэнергетика 3

Энергия приливов и волн 4

Тепловая энергия Земли 5

Энергия атмосферного электричества и грозовая энергетика 6

Источники 7

Альтернативные источники энергии в РБ

Введение

В течение всего периода развития цивилизации происходила борьба за обретение новых, более эффективных форм энергии. За тысячи лет был пройден путь от овладения огня до применения управляемой ядерной реакции в атомных электростанциях. Поэтому в истории человечества принято выделять несколько энергетических революций, которые заключались в переходе от одного доминирующего первичного источника энергии к другому. Результаты этих изменений затрагивали не только сферу энергетики и экономики, но и меняли социальный и культурный облик цивилизации.

В настоящее время Мировая энергетика находится на перепутье. С увеличением народонаселения Земли экономика требует все больше энергии, а запасы ископаемого топлива, на котором основана традиционная энергетика, не безграничны. Рост стоимости ископаемого топлива усугубляется и тем, что достигшее колоссальных размеров использование углеводородов наносит ощутимый вред окружающей среде, что отражается на качестве жизни населения. А это означает, что в будущем потребности в энергии, а значит и в новых способах её получения, будут только увеличиваться. На смену эре углеводородов (нефти и газа), придет эра использования альтернативной, чистой энергии.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

1. Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI веке.

2. Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы.

3. Экономический:переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, а на традиционную — постоянно растут.

4. Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, – всё это увеличивает социальную напряженность.

5. Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Именно с нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) связывают будущее энергетики. Усилиями мировой науки было обнаружено множество таких источников, большинство из них уже используется более или менее широко. В настоящее время общий вклад ВИЭ в мировой энергобаланс пока невелик, около 20 % конечного потребления энергии. При этом на долю биотоплива и гидроэнергии, используемых традиционными способами, приходится основная часть – около 17 %, на долю нетрадиционных ВИЭ всего около 3 %.

Наиболее известны и частично применяются следующие виды энергии:

· энергия приливов и волн;

· тепловая энергия Земли.

· энергия атмосферного электричества и грозовая энергетика.

Из всех существующих видов альтернативной энергетики самыми востребованными являются солнечная, ветро- и гидроэнергетика.

Энергия солнца

Всевозможные гелиоустановки используют солнечное излучение как альтернативный источник энергии. Излучение Солнца можно использовать как для нужд теплоснабжения, так и для получения электричества.

Существуют разные способы преобразования солнечного излучения в тепловую и электроэнергию и, соответственно, различные типы солнечных электростанций. Наиболее распространены станции, использующие фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы), объединенные в солнечные батареи.

Солнечные электростанции активно используются более чем в 80 странах мира. Большинство крупнейших фотоэлектрических установок мира находятся в США.

К преимуществам солнечной энергии можно отнести возобновляемость данного источника энергии, бесшумность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу при переработке солнечного излучения в другие виды энергии.

Недостатками в использовании солнечной энергии являются дороговизна оборудования, зависимость интенсивности солнечного излучения от суточного и сезонного ритма, а также, необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций. Также серьёзной экологической проблемой является использование при изготовлении фотоэлектрических элементов для гелиосистем ядовитых и токсичных веществ, что создаёт проблему их утилизации.

Энергия ветра

Одним из перспективнейших источников энергии является ветер. Принцип работы ветрогенератора элементарен. Сила ветра, используется для того, чтобы привести в движение ветряное колесо. Это вращение в свою очередь передаётся ротору электрического генератора.

Ветроэнергетические установки (ветряные электростанции) широко используются в США, Китае, Индии, а также в некоторых западноевропейских странах (например в Дании, где 25% всей электроэнергии добывают именно таким способом). Ветроэнергетика является весьма перспективным источником альтернативной энергии, в настоящее время многие страны значительно расширяют использование электростанций данного типа.

Преимуществом ветряного генератора является, прежде всего, то, что в ветряных местах, ветер можно считать неисчерпаемым источником энергии. Кроме того, ветрогенераторы, производя энергию, не загрязняют атмосферу вредными выбросами.

К недостаткам устройств по производству ветряной энергии можно отнести непостоянство силы ветра и малую мощность единичного ветрогенератора. Также ветрогенераторы известны тем, что производят много шума (вследствие чего их стараются строить вдали от мест проживания людей), мешают перелетам птиц и насекомых, а также создают помехи в прохождении радиоволн и работе военных.

Биоэнергетика

Биоэнергетика позволяет из биотоплива разного вида получать энергию и тепло. Биоэнергетика сейчас находится в стадии активного развития. Крупные промышленные и сельскохозяйственные предприятия активно переходят на биотопливо, что дает им получать электроэнергию и тепло из органического мусора.

К альтернативным источникам энергии относятся не все виды биотоплива: традиционные дрова тоже являются биотопливом, но не являются альтернативным источником энергии. Альтернативное биотопливо бывает твердым (отходы деревообработки и сельского хозяйства), жидким (биодизель и биомазут, а также метанол, этанол, бутанол) и газообразное (водород, метан, биогаз).

Основными преимуществами является утилизация органического мусора, снижение уровня загрязнения окружающей среды. Биотопливо изготавливается из различного сырья, такого как навоз, отходы сельскохозяйственных культур и растений, выращенных специально для топлива. Это возобновляемые ресурсы, которые, вероятно, не закончатся в ближайшее время. Биотопливо снижает выбросы парниковых газов. Кроме того, при выращивании культур для биотоплива они частично поглощают оксид углерода, что делает систему использования биотоплива ещё более устойчивой.

Биотопливо довольно легко транспортировать, оно обладает стабильностью и довольно большой «энергоплотностью», его можно использовать с незначительными модификациями существующих технологий и инфраструктуры.

К недостаткам применения биотоплива относятся:

— ограничения региональной пригодности (в некоторых местностях просто невозможно выращивать биотопливные культуры, например, в местности с холодным или засушливым климатом).

— водопользование – чем меньше воды используется для выращивания сельскохозяйственной культуры, тем лучше, так как вода является ограниченным ресурсом.

— продовольственная безопасность (слишком активное выращивание биотоплива может привести к голоду). Проблема с выращиванием сельскохозяйственных культур для топлива заключается в том, что они займут землю, которую можно было бы использовать для выращивания продуктов питания.

— разрушение среды обитания животных и риск изменения окружающей среды, вследствие применения удобрений и пестицидов при выращивании биотопливных культур (чаще всего это монокультуры для удобства выращивания).

Энергия приливов и волн

Мировой океан аккумулирует энергию в разных видах: энергию биомассы, энергию приливов и отливов, энергию океанических течений, тепловую энергию и др. Проблема заключается в том, чтобы найти экономически и экологически приемлемые способы ее использования. По прогнозным оценкам доступная часть энергии Мирового океана во много раз превышает уровень потребления всех энергетических ресурсов в мире.

По оценкам Ocean Energy Systems, к 2050 г. с помощью подобных технологий можно будет вырабатывать 300 ГВт – это столько же, сколько бы производили 250 ядерных реакторов. А UK Carbon Trust прогнозирует, что к тому времени уже возникнет всемирный рынок приливной энергии стоимостью 126 млрд фунтов стерлингов.

В Японии протестировали устройство, которое генерирует электроэнергию из океанических течений. Испытание установки было проведено на юго-западе префектуры Кагошима. Течения у Кагошимы постоянны по силе и направлению. Турбина экспериментального генератора была установлена на уровне 20-50 м под поверхностью воды. Генератор развил мощность производства электроэнергии всего 30 кВт. Конечно, это немного, но главное – изобретение работает. Ученые полагают, что такой метод генерации электричества может быть более стабильным, чем солнечная энергетика. Организация по разработке новых энергетических и промышленных технологий NEDO надеется внедрить эту технологию в промышленное использование к 2020 г.

В США извлекают энергию из волн.

Исследователи Технологического института Джорджии разработали устройство, преобразующее в электричество энергию волн океана очень широкого диапазона частот. Энергия волн океана — самая слаборазвитая отрасль чистой энергетики. Хотя океан потенциально способен обеспечить энергией весь мир, пока что не существует экономически выгодного способа ее извлечения. Основная проблема в том, что океанские волны непостоянны и колеблются с низкой частотой, тогда как большинство генерирующих устройств лучше всего работают с постоянной амплитудой и высокой частотой.

В прошлом году в проливе Пентленд-Ферт на северном побережье Шотландии началась первая фаза строительства крупнейшей в мире приливной электростанции MeyGen, итоговая мощность которой может достичь 398 МВт. Станция способна обеспечить электричеством 175 тыс. домохозяйств. Возобновляемая энергия приливов стала одним из важнейших направлений новой энергетики, развиваемой в Шотландии. Шотландские приливы, одни из самых мощных в Европе, помогут развить эту многообещающую технологию и сократить выбросы углекислого газа. Шотландия планирует полностью (на 100%) перейти на возобновляемую электроэнергию уже в 2030 г. Достигнутый в 2020 г. уровень составил около 60%.

Аналогичные технологии применяются уже и в Северной Америке – на побережье Новой Шотландии. Эта провинция на северо-востоке Канады действительно напоминает Шотландию — и не в последнюю очередь благодаря высоким приливам.

В ноябре прошлого года там, в заливе Фанди начал работу первый в Северной Америке приливной электрогенератор. Он занимает пять этажей и весит тысячу тонн, его мощность – 2 МВт, что достаточно для питания 500 домов.

В области разработки новейших решений для использования энергии приливов лидирует Великобритания. Этому способствует идеальная схема приливов и благоприятная регулятивная среда. Канада, Китай и Южная Корея также демонстрируют устойчивый прогресс. США также являются одним из основных центров инноваций в данной сфере.

Основные плюсы – высокая экологичность и низкая себестоимость получения энергии.

К главным минусам приливных электростанций относятся высокая стоимость их строительства и суточные изменения мощности, из-за которых электростанции этого типа целесообразно использовать только в составе энергосистем, использующих также и другие источники энергии.

Тепловая энергия Земли

Огромное количество тепловой энергии хранится в глубинах Земли. Это обусловлено тем, что температура ядра Земли чрезвычайно высока. В некоторых местах земного шара происходит прямой выход высокотемпературной магмы на поверхность Земли: вулканические области, горячие источники воды или пара. Энергию этих геотермальных источников и предлагают использовать в качестве альтернативного источника сторонники геотермальной энергетики. Используют геотермальные источники по-разному. Одни источники служат для теплоснабжения, другие – для получения электричества из тепловой энергии.

Для разработки этого источника энергии используются геотермальные электростанции, использующие энергию высокотемпературных грунтовых вод, а также вулканов. На данный момент более распространенной является гидротермальная энергетика, использующая энергию горячих подземных источников. Гидротермальная энергетика, основанная на использовании «сухого» тепла земных недр, на данный момент развита слабо; основной проблемой считается низкая рентабельность данного способа получения энергии.

К преимуществам геотермальных источников энергии можно отнести неисчерпаемость и независимость от времени суток и времени года.

К негативным сторонам можно отнести тот факт, что термальные воды сильно минерализованы, а зачастую ещё и насыщены токсичными соединениями. Это делает невозможным сброс отработанных термальных вод в поверхностные водоёмы. Поэтому отработанную воду необходимо закачивать обратно в подземный водоносный горизонт. Кроме того, некоторые учёные-сейсмологи выступают против любого вмешательства в глубокие слои Земли, утверждая, что это может спровоцировать землетрясения.

Атмосферное электричество и грозовая энергетика

Атмосферное электричество может стать еще одним существенным источником экологически чистой энергии. В нижних слоях атмосферы Земли идут интенсивные процессы испарения, переноса тепла и влаги, образования облаков, сопровождающиеся явлениями электризации. В результате, у поверхности Земли напряженность электростатического поля достигает 100…150 В/м летом и до 300 В/м зимой, значительно изменяясь от погодных условий. В атмосфере постоянно висит положительный объемный заряд величиной около 0,57 млн. кулонов. Энергетический ресурс заряженной атмосферы оценивается величиной около 107 ГВт, что не менее чем в 250 раз превышает потребности человеческой цивилизации в энергии.

Вопросы формирования электрической энергии в атмосфере и использования электричества, сформированного естественным путем, тревожили умы многих ученых на протяжении столетий. Все началось со знаменитого опыта Бенджамина Франклина в июне 1752 года, когда он поднял воздушного змея перед грозовым облаком, и экспериментально доказал, что грозовые явления имеют электрическую природу. В 1850–1860-х годах получили патенты на изобретения в области атмосферного электричества Лумис и Уард в США, во Франции. Среди тех, кто мечтал завоевать и использовать атмосферное электричество в качестве практически неиссякаемого источника энергии был и знаменитый изобретатель Никола Тесла, предложивший способ преобразования высокого постоянного напряжения атмосферы в низкое переменное. В Финляндии Герман Плаусон провел эксперименты с аэростатами, изготовленными из тонких листов магниево-алюминиевого сплава, покрытого очень острыми, изготовленными электролитическим способом иглами. На свои устройства он в 1920-х годах получил патенты США, Великобритании и Германии.

К сожалению все предложенные грандиозные устройства так и не получили широкого практического применения ввиду их громоздкости, непрактичности, опасности, а самое главное, нестабильности снимаемой мощности, которая целиком зависит от «электрической погоды» в атмосфере. Но ни смотря, ни на что, интерес к исследованиям атмосферного электричества не угас, и в самые недавние годы достигнуты значительные успехи.

Новые исследования, проведенные учеными из университета Кампинаса в Бразилии, позволили по-новому взглянуть на задачу получения энергии из атмосферного электричества. В результате этих исследований ученые точно определили, каким именно образом происходит процесс формирования и момент высвобождения электричества из капелек влаги скопившейся в воздухе, как создаются электрические заряды в атмосфере, как они распространяются и каким образом они могут быть преобразованы в электрический ток, пригодный для использования.

В качестве преимуществ атмосферных электростанций отмечаются следующие факторы:

— атмосферная электростанция способна вырабатывать энергию постоянно и не выбрасывает в окружающую среду никаких загрязнителей;

— в случае открытия способа хранения и создания суперконденсатора атмосферного электричества, он будет постоянно подзаряжается с помощью возобновляемых источников энергии – солнца и радиоактивных элементов земной коры;

— электроразрядное оборудование атмосферных станций не бросается в глаза. Оно находятся в верхних слоях атмосферы, слишком высоко для того, чтобы их увидеть невооруженным глазом.

— атмосферное электричество, как и энергию солнца или ветра, трудно запасать. Его необходимо либо использовать сразу же, на месте получения, либо преобразовывать в любую другую форму, например в водород;

— значительная разрядка земельно-ионосферного суперконденсатора может нарушить баланс глобального электрического контура. В этом случае последствия для окружающей среды будут непредсказуемы;

— высокое напряжение в системах атмосферных электростанций может быть опасным для обслуживающего персонала;

— электроразрядное оборудование необходимого размера сложно обслуживать и поддерживать на необходимой высоте. Кроме того, они могут представлять опасность для авиации.

Грозовая энергетика – это пока лишь теоретическое направление. Молния – это сложный электрический процесс. Для того, чтобы «поймать» и удержать энергию молнии, нужно использовать мощные и дорогостоящие конденсаторы, а также разнообразные колебательные системы. Пока еще грозовая энергетика неоконченный и не совсем сформированный проект, хотя и достаточно перспективный. Его привлекательность состоит в возможности постоянно восстанавливать ресурсы.

Вспышки молний на поверхности Земли происходят практически одновременно в самых разных местах планеты. Специалисты NASA, работая со спутником «Миссия измерения тропических штормов», проводят исследования грозовой активности в разных уголках нашей планеты. Ими собраны данные о частоте происхождения молний и создана соответствующая карта. Были установлены определенные регионы, в которых на протяжении года возникает до 70 ударов молнии на квадратный километр площади, и где в перспективе экономически целесообразно использовать данный вид энергии.

Сейчас ученые всего мира изучают этот сложный процесс и разрабатывают планы и проекты по устранению сопутствующих проблем. Возможно, со временем человечество сможет укротить «строптивую» энергию молнии и перерабатывать ее в ближайшем будущем.

Альтернативные источники энергии: виды и использование

В течение всего периода развития цивилизации происходила борьба за обретение новых, более эффективных форм энергии. За тысячи лет был пройден путь от овладения огня до применения управляемой ядерной реакции в атомных электростанциях. Поэтому в истории человечества принято выделять несколько энергетических революций, которые заключались в переходе от одного доминирующего первичного источника энергии к другому. Результаты этих изменений затрагивали не только сферу энергетики и экономики, но и меняли социальный и культурный облик цивилизации.

В настоящее время Мировая энергетика находится на перепутье. С увеличением народонаселения Земли экономика требует все больше энергии, а запасы ископаемого топлива, на котором основана традиционная энергетика, не безграничны. Рост стоимости ископаемого топлива усугубляется и тем, что достигшее колоссальных размеров использование углеводородов наносит ощутимый вред окружающей среде, что отражается на качестве жизни населения. А это означает, что в будущем потребности в энергии, а значит и в новых способах её получения, будут только увеличиваться. На смену эре углеводородов (нефти и газа), придет эра использования альтернативной, чистой энергии.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI веке.

Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы.

Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, а на традиционную — постоянно растут.

Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, – всё это увеличивает социальную напряженность.

Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Именно с нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) связывают будущее энергетики. Усилиями мировой науки было обнаружено множество таких источников, большинство из них уже используется более или менее широко. В настоящее время общий вклад ВИЭ в мировой энергобаланс пока невелик, около 20 % конечного потребления энергии. При этом на долю биотоплива и гидроэнергии, используемых традиционными способами, приходится основная часть – около 17 %, на долю нетрадиционных ВИЭ всего около 3 %.

Наиболее известны и частично применяются следующие виды энергии:

— энергия Солнца;
— энергия ветра;
— биоэнергетика;
— энергия приливов и волн;
— тепловая энергия Земли.
— энергия атмосферного электричества и грозовая энергетика.

Из всех существующих видов альтернативной энергетики самыми востребованными являются солнечная, ветро- и гидроэнергетика.

Энергия солнца

Всевозможные гелиоустановки используют солнечное излучение как альтернативный источник энергии. Излучение Солнца можно использовать как для нужд теплоснабжения, так и для получения электричества.

Существуют разные способы преобразования солнечного излучения в тепловую и электроэнергию и, соответственно, различные типы солнечных электростанций. Наиболее распространены станции, использующие фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы), объединенные в солнечные батареи.

Солнечные электростанции активно используются более чем в 80 странах мира. Большинство крупнейших фотоэлектрических установок мира находятся в США.

К преимуществам солнечной энергии можно отнести возобновляемость данного источника энергии, бесшумность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу при переработке солнечного излучения в другие виды энергии.

Недостатками в использовании солнечной энергии являются дороговизна оборудования, зависимость интенсивности солнечного излучения от суточного и сезонного ритма, а также, необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций. Также серьёзной экологической проблемой является использование при изготовлении фотоэлектрических элементов для гелиосистем ядовитых и токсичных веществ, что создаёт проблему их утилизации.

Энергия ветра

Одним из перспективнейших источников энергии является ветер. Принцип работы ветрогенератора элементарен. Сила ветра, используется для того, чтобы привести в движение ветряное колесо. Это вращение в свою очередь передаётся ротору электрического генератора.

Ветроэнергетические установки (ветряные электростанции) широко используются в США, Китае, Индии, а также в некоторых западноевропейских странах (например в Дании, где 25% всей электроэнергии добывают именно таким способом). Ветроэнергетика является весьма перспективным источником альтернативной энергии, в настоящее время многие страны значительно расширяют использование электростанций данного типа.

Преимуществом ветряного генератора является, прежде всего, то, что в ветряных местах, ветер можно считать неисчерпаемым источником энергии. Кроме того, ветрогенераторы, производя энергию, не загрязняют атмосферу вредными выбросами.

К недостаткам устройств по производству ветряной энергии можно отнести непостоянство силы ветра и малую мощность единичного ветрогенератора. Также ветрогенераторы известны тем, что производят много шума (вследствие чего их стараются строить вдали от мест проживания людей), мешают перелетам птиц и насекомых, а также создают помехи в прохождении радиоволн и работе военных.

Биоэнергетика

Биоэнергетика позволяет из биотоплива разного вида получать энергию и тепло. Биоэнергетика сейчас находится в стадии активного развития. Крупные промышленные и сельскохозяйственные предприятия активно переходят на биотопливо, что дает им получать электроэнергию и тепло из органического мусора.

К альтернативным источникам энергии относятся не все виды биотоплива: традиционные дрова тоже являются биотопливом, но не являются альтернативным источником энергии. Альтернативное биотопливо бывает твердым (отходы деревообработки и сельского хозяйства), жидким (биодизель и биомазут, а также метанол, этанол, бутанол) и газообразное (водород, метан, биогаз).

Основными преимуществами является утилизация органического мусора, снижение уровня загрязнения окружающей среды. Биотопливо изготавливается из различного сырья, такого как навоз, отходы сельскохозяйственных культур и растений, выращенных специально для топлива. Это возобновляемые ресурсы, которые, вероятно, не закончатся в ближайшее время. Биотопливо снижает выбросы парниковых газов. Кроме того, при выращивании культур для биотоплива они частично поглощают оксид углерода, что делает систему использования биотоплива ещё более устойчивой.

Биотопливо довольно легко транспортировать, оно обладает стабильностью и довольно большой «энергоплотностью», его можно использовать с незначительными модификациями существующих технологий и инфраструктуры.

К недостаткам применения биотоплива относятся:

— ограничения региональной пригодности (в некоторых местностях просто невозможно выращивать биотопливные культуры, например, в местности с холодным или засушливым климатом).

— водопользование – чем меньше воды используется для выращивания сельскохозяйственной культуры, тем лучше, так как вода является ограниченным ресурсом.

— продовольственная безопасность (слишком активное выращивание биотоплива может привести к голоду). Проблема с выращиванием сельскохозяйственных культур для топлива заключается в том, что они займут землю, которую можно было бы использовать для выращивания продуктов питания.

— разрушение среды обитания животных и риск изменения окружающей среды, вследствие применения удобрений и пестицидов при выращивании биотопливных культур (чаще всего это монокультуры для удобства выращивания).

Энергия приливов и волн

Мировой океан аккумулирует энергию в разных видах: энергию биомассы, энергию приливов и отливов, энергию океанических течений, тепловую энергию и др. Проблема заключается в том, чтобы найти экономически и экологически приемлемые способы ее использования. По прогнозным оценкам доступная часть энергии Мирового океана во много раз превышает уровень потребления всех энергетических ресурсов в мире.

По оценкам Ocean Energy Systems, к 2050 г. с помощью подобных технологий можно будет вырабатывать 300 ГВт – это столько же, сколько бы производили 250 ядерных реакторов. А UK Carbon Trust прогнозирует, что к тому времени уже возникнет всемирный рынок приливной энергии стоимостью 126 млрд фунтов стерлингов.

В Японии протестировали устройство, которое генерирует электроэнергию из океанических течений. Испытание установки было проведено на юго-западе префектуры Кагошима. Течения у Кагошимы постоянны по силе и направлению. Турбина экспериментального генератора была установлена на уровне 20-50 м под поверхностью воды. Генератор развил мощность производства электроэнергии всего 30 кВт. Конечно, это немного, но главное – изобретение работает. Ученые полагают, что такой метод генерации электричества может быть более стабильным, чем солнечная энергетика. Организация по разработке новых энергетических и промышленных технологий NEDO надеется внедрить эту технологию в промышленное использование к 2020 г.

В США извлекают энергию из волн.

Исследователи Технологического института Джорджии разработали устройство, преобразующее в электричество энергию волн океана очень широкого диапазона частот. Энергия волн океана — самая слаборазвитая отрасль чистой энергетики. Хотя океан потенциально способен обеспечить энергией весь мир, пока что не существует экономически выгодного способа ее извлечения. Основная проблема в том, что океанские волны непостоянны и колеблются с низкой частотой, тогда как большинство генерирующих устройств лучше всего работают с постоянной амплитудой и высокой частотой.

В прошлом году в проливе Пентленд-Ферт на северном побережье Шотландии началась первая фаза строительства крупнейшей в мире приливной электростанции MeyGen, итоговая мощность которой может достичь 398 МВт. Станция способна обеспечить электричеством 175 тыс. домохозяйств. Возобновляемая энергия приливов стала одним из важнейших направлений новой энергетики, развиваемой в Шотландии. Шотландские приливы, одни из самых мощных в Европе, помогут развить эту многообещающую технологию и сократить выбросы углекислого газа. Шотландия планирует полностью (на 100%) перейти на возобновляемую электроэнергию уже в 2030 г. Достигнутый в 2020 г. уровень составил около 60%.

Аналогичные технологии применяются уже и в Северной Америке – на побережье Новой Шотландии. Эта провинция на северо-востоке Канады действительно напоминает Шотландию — и не в последнюю очередь благодаря высоким приливам.

В ноябре прошлого года там, в заливе Фанди начал работу первый в Северной Америке приливной электрогенератор. Он занимает пять этажей и весит тысячу тонн, его мощность – 2 МВт, что достаточно для питания 500 домов.

В области разработки новейших решений для использования энергии приливов лидирует Великобритания. Этому способствует идеальная схема приливов и благоприятная регулятивная среда. Канада, Китай и Южная Корея также демонстрируют устойчивый прогресс. США также являются одним из основных центров инноваций в данной сфере.

Основные плюсы – высокая экологичность и низкая себестоимость получения энергии.

К главным минусам приливных электростанций относятся высокая стоимость их строительства и суточные изменения мощности, из-за которых электростанции этого типа целесообразно использовать только в составе энергосистем, использующих также и другие источники энергии.

Тепловая энергия Земли

Огромное количество тепловой энергии хранится в глубинах Земли. Это обусловлено тем, что температура ядра Земли чрезвычайно высока. В некоторых местах земного шара происходит прямой выход высокотемпературной магмы на поверхность Земли: вулканические области, горячие источники воды или пара. Энергию этих геотермальных источников и предлагают использовать в качестве альтернативного источника сторонники геотермальной энергетики. Используют геотермальные источники по-разному. Одни источники служат для теплоснабжения, другие – для получения электричества из тепловой энергии.

Для разработки этого источника энергии используются геотермальные электростанции, использующие энергию высокотемпературных грунтовых вод, а также вулканов. На данный момент более распространенной является гидротермальная энергетика, использующая энергию горячих подземных источников. Гидротермальная энергетика, основанная на использовании «сухого» тепла земных недр, на данный момент развита слабо; основной проблемой считается низкая рентабельность данного способа получения энергии.

К преимуществам геотермальных источников энергии можно отнести неисчерпаемость и независимость от времени суток и времени года.

К негативным сторонам можно отнести тот факт, что термальные воды сильно минерализованы, а зачастую ещё и насыщены токсичными соединениями. Это делает невозможным сброс отработанных термальных вод в поверхностные водоёмы. Поэтому отработанную воду необходимо закачивать обратно в подземный водоносный горизонт. Кроме того, некоторые учёные-сейсмологи выступают против любого вмешательства в глубокие слои Земли, утверждая, что это может спровоцировать землетрясения.

Атмосферное электричество и грозовая энергетика

Атмосферное электричество может стать еще одним существенным источником экологически чистой энергии. В нижних слоях атмосферы Земли идут интенсивные процессы испарения, переноса тепла и влаги, образования облаков, сопровождающиеся явлениями электризации. В результате, у поверхности Земли напряженность электростатического поля достигает 100…150 В/м летом и до 300 В/м зимой, значительно изменяясь от погодных условий. В атмосфере постоянно висит положительный объемный заряд величиной около 0,57 млн. кулонов. Энергетический ресурс заряженной атмосферы оценивается величиной около 107 ГВт, что не менее чем в 250 раз превышает потребности человеческой цивилизации в энергии.

Вопросы формирования электрической энергии в атмосфере и использования электричества, сформированного естественным путем, тревожили умы многих ученых на протяжении столетий. Все началось со знаменитого опыта Бенджамина Франклина в июне 1752 года, когда он поднял воздушного змея перед грозовым облаком, и экспериментально доказал, что грозовые явления имеют электрическую природу. В 1850–1860-х годах получили патенты на изобретения в области атмосферного электричества Лумис и Уард в США, во Франции. Среди тех, кто мечтал завоевать и использовать атмосферное электричество в качестве практически неиссякаемого источника энергии был и знаменитый изобретатель Никола Тесла, предложивший способ преобразования высокого постоянного напряжения атмосферы в низкое переменное. В Финляндии Герман Плаусон провел эксперименты с аэростатами, изготовленными из тонких листов магниево-алюминиевого сплава, покрытого очень острыми, изготовленными электролитическим способом иглами. На свои устройства он в 1920-х годах получил патенты США, Великобритании и Германии.

К сожалению все предложенные грандиозные устройства так и не получили широкого практического применения ввиду их громоздкости, непрактичности, опасности, а самое главное, нестабильности снимаемой мощности, которая целиком зависит от «электрической погоды» в атмосфере. Но ни смотря, ни на что, интерес к исследованиям атмосферного электричества не угас, и в самые недавние годы достигнуты значительные успехи.

Новые исследования, проведенные учеными из университета Кампинаса в Бразилии, позволили по-новому взглянуть на задачу получения энергии из атмосферного электричества. В результате этих исследований ученые точно определили, каким именно образом происходит процесс формирования и момент высвобождения электричества из капелек влаги скопившейся в воздухе, как создаются электрические заряды в атмосфере, как они распространяются и каким образом они могут быть преобразованы в электрический ток, пригодный для использования.

В качестве преимуществ атмосферных электростанций отмечаются следующие факторы:

— атмосферная электростанция способна вырабатывать энергию постоянно и не выбрасывает в окружающую среду никаких загрязнителей;

— в случае открытия способа хранения и создания суперконденсатора атмосферного электричества, он будет постоянно подзаряжается с помощью возобновляемых источников энергии – солнца и радиоактивных элементов земной коры;

— электроразрядное оборудование атмосферных станций не бросается в глаза. Оно находятся в верхних слоях атмосферы, слишком высоко для того, чтобы их увидеть невооруженным глазом.

Недостатки:

— атмосферное электричество, как и энергию солнца или ветра, трудно запасать. Его необходимо либо использовать сразу же, на месте получения, либо преобразовывать в любую другую форму, например в водород;

— значительная разрядка земельно-ионосферного суперконденсатора может нарушить баланс глобального электрического контура. В этом случае последствия для окружающей среды будут непредсказуемы;

— высокое напряжение в системах атмосферных электростанций может быть опасным для обслуживающего персонала;

— электроразрядное оборудование необходимого размера сложно обслуживать и поддерживать на необходимой высоте. Кроме того, они могут представлять опасность для авиации.

Грозовая энергетика – это пока лишь теоретическое направление. Молния – это сложный электрический процесс. Для того, чтобы «поймать» и удержать энергию молнии, нужно использовать мощные и дорогостоящие конденсаторы, а также разнообразные колебательные системы. Пока еще грозовая энергетика неоконченный и не совсем сформированный проект, хотя и достаточно перспективный. Его привлекательность состоит в возможности постоянно восстанавливать ресурсы.

Вспышки молний на поверхности Земли происходят практически одновременно в самых разных местах планеты. Специалисты NASA, работая со спутником «Миссия измерения тропических штормов», проводят исследования грозовой активности в разных уголках нашей планеты. Ими собраны данные о частоте происхождения молний и создана соответствующая карта. Были установлены определенные регионы, в которых на протяжении года возникает до 70 ударов молнии на квадратный километр площади, и где в перспективе экономически целесообразно использовать данный вид энергии.

Сейчас ученые всего мира изучают этот сложный процесс и разрабатывают планы и проекты по устранению сопутствующих проблем. Возможно, со временем человечество сможет укротить «строптивую» энергию молнии и перерабатывать ее в ближайшем будущем.

Список литературы

  1. Боровский, Ю.В. Современные проблемы мировой энергетики / Ю.В. Боровский, М.: Навона, 2011 г. – 232 с.
  2. Дегтярев, К.С. К вопросу об экономике возобновляющихся источников энергии / К.С. Дегтярев, А.М. Залиханов, А.А. Соловьев, Д.А. Соловьев // Энергия. Экономика. Техника. Экология. – 2020. – № 10. – С. 10–21.
  3. Довгалюк, Ю.А. О прогнозе развития конвективных облаков и связанных с ними опасных явлений с помощью модели малой размерности / Ю.А. Довгалюк, Н.Е. Веремей, А.А. Синькевич., А.К. Слепухина // Вопросы физики облаков. Сборник статей памяти С.М. Шметера. М: ГУ «НИЦ» Планета, 2008. – 167 с.
  4. Кузнецов, Д.А. Возможности развития современной грозовой энергетики / Д.А. Кузнецов // Международный студенческий научный вестник. – 2020. – № 4-6.
  5. Огарков, А.И. Большая эффективность малой энергетики / А.И. Огарков // АПК: экономика, управление. – 2007. – № 6. – С. 2–6.
  6. Суслов, Н.И. Возобновляемые источники энергии в стране, где много традиционных ресурсов: еще о России / Н. И. Суслов // ЭКО. – 2014. – № 3. – С. 69–87.

Картинки взяты с сайта по ссылке.

Король Раиса Александровна

© Раиса Король, научный сотрудник лаборатории моделирования и минимизации антропогенных рисков

Альтернативная энергетика – вчера, сегодня, завтра

Энергия всегда являлась важнейшим фактором существования и прогресса человеческой цивилизации. Без нее немыслима какая-либо деятельность людей, от нее решающим образом зависит экономика стран и в конечном счете – людское благосостояние. Рядовой человек настолько привык и приспособился к различным ее проявлениям, что просто не замечает проблемы, бездумно потребляя кажущиеся бесконечными ресурсы.

Однако пределы и возможности традиционных источников энергии не являются неисчерпаемыми. Об этом красноречиво свидетельствует энергетическая политика большинства крупнейших экономически развитых стран планеты, ООН и других ведущих мировых организаций. Все заинтересованные стороны уже более полувека ведут активные поиски и разработку иных, альтернативных способов получения электроэнергии и тепла.

Развитие альтернативной энергетики тесно связано с масштабными проблемами экологии. Глобальное загрязнение среды обитания, мирового океана, ужасающие цифры статистики по выбросам в атмосферу вредных соединений – все это недвусмысленно указывает на то, что в XXI веке альтернативная энергетика и экология будут неразрывно связаны между собой.

Разработка и поиск нетрадиционных источников энергии – одна из важнейших задач, стоящих перед мировым научным сообществом. От ее решения зависит экология планеты, ситуация с надвигающимся тотальным энергетическим кризисом, дальнейшее экономическое развитие стран и, как следствие, уровень жизни их населения.

Краткая история вопроса

Человечество давно осознало необходимость получения энергии и научилось ее использовать, приобретая осязаемые преимущества.

Использование ветровой энергии привело к появлению паруса, боевых и торговых кораблей. Возникли военные флоты, начала развиваться морская торговля.

Изобретение мельниц для производства хлеба было основано на использовании энергии воды, добываемой посредством движения водяного колеса. Их появление положительно повлияло на демографическую ситуацию стран древнего мира, резко увеличилась продолжительность жизни людей.

Использование как топлива бытовых отходов и останков вымерших растений испокон веков помогало готовить еду, послужило основой для возникновения ранней металлургии.

Затем пришли на помощь человечеству важные геологические открытия. Научно-технологический прогресс и промышленная революция привели к тому, что уже в конце XIX века основным источником для получения энергии стало углеводородное сырье. Парус, весла, мускульная сила лошадей и других животных были заменены дешевыми двигателями, сжигающими ископаемое топливо.

Экономики подавляющего большинства государств перестроились на углеводородные носители, попутно развивалась гидроэнергетика, а с середины XX века «на сцену» вышла энергетика атомная.

Такое поступательное развитие могло продолжаться и дальше, если бы уже к 60–70-м годам XX века цивилизация не столкнулась с проблемой глобального загрязнения Земли, тесно связанным с ней антропогенным изменением климата.

Современная энергетика уверенно держит пальму первенства в химическом, радиоактивном, аэрозольном и других видах загрязнения окружающей среды. Решение ее соответствующих проблем прямо скажется на положительной возможности устранения проблем экологических.

Основная сложность проблемы современной энергетики заключена в том, что эта производственная отрасль расширяется очень быстро. Для сравнения – если численность населения Земли удваивается в среднем за полвека, то удвоение потребления энергии человечеством происходит каждые 15 лет.

Таким образом, наложение темпов увеличения населения и роста энергетической сферы приводит к лавинному эффекту: потребности и требования по части энергии в пересчете на душу населения постоянно растут.

На данный момент нет никаких признаков уменьшения ее потребления. Для того чтобы эти требования постоянно удовлетворять в ближайшем будущем, человечество должно скорейшим образом ответить для себя на несколько важных вопросов:

  • какое реальное воздействие оказывают на ноосферу (сферу человеческой деятельности) ключевые виды энергетики, как изменится их вклад в энергетический баланс в ближайшем и отдаленном будущем;
  • как нивелировать негативный эффект от применения традиционных способов получения энергии, ее эксплуатации;
  • какие существуют возможности, имеются ли доступные технологии получения альтернативной энергии, какие для этого можно использовать ресурсы, есть ли будущее у альтернативных источников энергии.

Альтернативная энергия, как безальтернативное будущее человечества

Что такое альтернативная энергетика? Под этим понятием скрывается совершенно новая отрасль, объединяющая всевозможные перспективные разработки, направленные на поиск и использование альтернативных источников энергии.

Быстрейший переход к альтернативным источникам энергии необходим в силу следующих факторов:

  1. Экологический. Вред от стандартных способов энергодобычи очевиден. Безопасность и экономическая эффективность атомной энергии являются вопросом постоянных дискуссий. Дальнейшее нарастающее использование традиционных технологий приведет к быстрому необратимому изменению климата.
  2. Экономический. Стоимость производства энергии из некоторых альтернативных источников даже сейчас меньше. Срок окупаемости таких станций короче. К тому же цены на обычные энергоносители растут.
  3. Общественный. Строительство новых АЭС, ГРЭС, ТЭЦ сопряжено с трудностями, связанными с подбором новых мест. Эти сооружения должны быть одновременно рентабельны, безопасны. Примеры с увеличением рисков тяжелых, в том числе онкологических заболеваний в местах расположения таких станций всем хорошо известны.
  4. Политический. Государства, которые станут флагманами альтернативной энергетики, первыми освоят экологически чистые источники энергии, наверняка будут определять ценовую политику в топливно-энергетической сфере. Посредством этого они будут влиять на экономику всего мира, оспаривать мировое господство.
  5. Эволюционный. Конечность углеводородных ресурсов, риск мировой экологической катастрофы фактически принуждают наиболее развитые страны к переходу на новые источники энергии.

Государства, использующие альтернативные виды энергии, получат бесценный бонус – фактически неисчерпаемый, безлимитный ее запас, так как львиная доля этих источников возобновляема.

Основные виды альтернативных источников энергии

За последнее время практически перепробовано немало нетрадиционных вариантов получения энергии. Статистика утверждает, что речь пока идет о тысячных долях процента от потенциально возможного использования.

Типичными сложностями, с которыми неизбежно сталкивается на своем пути развитие альтернативных источников энергии, являются полные пробелы в законах большинства стран, касающихся эксплуатации природных ресурсов, как достояния государства. С отсутствием юридической проработки тесно связана проблема неизбежного налогообложения альтернативной энергетики.

Рассмотрим получившие наибольшее распространение 10 альтернативных источников энергии.

Ветер

Энергия ветра использовалась человеком всегда. Уровень развития современных технологий позволяет сделать ее практически бесперебойной.

Электричество при этом вырабатывается с помощью ветряков, похожих на мельницы, специальных устройств. Винт ветряка посредством вращающихся лопастей сообщает кинетическую энергию ветра генератору, производящему ток.

Подобные ветряные станции особенно распространены в Китае, Индии, США, странах Западной Европы. Несомненным лидером этой области считается Дания, являющаяся, кстати, пионером ветроэнергетики: первые установки появились здесь еще в конце XIX века. Дания закрывает этим способом до 25% всей потребности в электроэнергии.

Китай только при помощи ветрогенераторов сумел в конце XX века обеспечить электричеством горные и пустынные районы.

Использование энергии ветра является, пожалуй, наиболее передовым способом энергодобычи. Это идеальный вариант синтеза, в котором соединяются альтернативная энергетика и экология. Многие развитые страны мира постоянно увеличивают долю электроэнергии, полученной этим способом, в своем общем энергобалансе.

Солнце

Попытки использования солнечного излучения для получения энергии также давно предпринимались, на данный момент – это один из самых перспективных путей развития альтернативной энергетики. Сам факт того, что солнце во многих широтах планеты светит круглогодично, передавая на Землю в десятки тысяч раз больше энергии, чем потребляется всем человечеством за год, вдохновляет на активное использование солнечных станций.

Большинство самых крупных станций находятся в США, всего же гелиоэнергетика распространена почти в сотне стран. За основу взяты фотоэлементы (преобразователи солнечного излучения), которые объединяются в масштабные солнечные батареи.

Тепло Земли

Тепло земных глубин преобразуется в энергию и применяется для человеческих нужд во многих странах мира. Тепловая энергетика очень эффективна в районах вулканической активности, местах, где много гейзеров.

Лидерами этой области являются Исландия (столица страны Рейкьявик полностью обеспечивается геотермальной энергией), Филиппины (доля в общем балансе – 20%), Мексика (4%), США (1%).

Ограничение по использованию этого вида источника связано с невозможностью транспортировки геотермальной энергии на расстояния (типичный локальный источник энергии).

В России пока действует одна подобная станция (мощность – 11 МВт) на Камчатке. Ведется строительство новой станции там же (мощность – 200 МВт).

В число десяти наиболее перспективных источников энергии в недалеком будущем входят:

  • солнечные станции с базированием в космосе (основной недостаток проекта – гигантские финансовые затраты);
  • мускульная сила человека (востребованность, прежде всего – микроэлектроникой);
  • энергетический потенциал приливов и отливов (недостаток – высокая стоимость строительства, гигантские колебания мощности за сутки);
  • топливные (водородные) контейнеры (необходимость строительства новых заправок, дороговизна машин, которые будут ими заправляться);
  • быстрые ядерные реакторы (топливные стержни погружены в жидкий Na) – технология крайне перспективна (возможность повторного использования отработанных отходов);
  • биотопливо – уже широко используется развивающимися странами (Индия, Китай), преимущества – возобновляемость, экологичность, недостаток – использование ресурсов, земли, предназначенной для производства сельскохозяйственных культур, выгула скота (удорожание, дефицит еды);
  • атмосферное электричество (аккумулирование энергопотенциала молний), основной недостаток – мобильность атмосферных фронтов, скорость разрядов (сложность накопления).

Использование атмосферного электричества в прошлом.

Продвигайте свою статью, чтобы ее увидели тысячи читателей Конта.

Сделать ее заметнее в лентах пользователей или получить ПРОМО-позицию, чтобы вашу статью прочитали тысячи человек.

  • Стандартное промо
  • 3 000 промо-показов 49
  • 5 000 промо-показов 65
  • 30 000 промо-показов 299
  • Выделить фоном 49
  • Золотое промо
  • 1 час промо-показов 5 ЗР
  • 2 часa промо-показов 10 ЗР
  • 3 часa промо-показов 15 ЗР
  • 4 часa промо-показов 20 ЗР

Статистика по промо-позициям отражена в платежах.

Поделитесь вашей статьей с друзьями через социальные сети.

Ой, простите, но у вас недостаточно континентальных рублей для продвижения записи.

Получите континентальные рубли,
пригласив своих друзей на Конт.

В архитектуре прошлого очень часто применялись конструкции в виде шпилей. Шпили широко распространились в архитектуре готических соборов. Официальное объяснение: отражая общее стремление того времени к увеличению высоты храмов. С одной стороны, высокие шпили делали собор более заметным издалека, с другой — символизировали устремлённость вверх, к Богу. Шпилями чаще всего завершали колокольни соборов.

Но каждый ли представляет, насколько сложна конструкция шпиля, изготовленная (а прежде спроектированная, рассчитанная) в прошлом? Это Вам не использование современных материалов с армированием… Т.е. чисто практично – это абсолютный абсурд. Сложно, дорого и непонятно зачем!

После просмотра вот этого ролика:

появились мысли, которые я постараюсь изложить. Не знаю, работающая ли предающая антенна на видео. Скорее всего, нет, и мы видим в действии атмосферное электричество с наложением модулированного сигнала от радиостанций. Кто помнит принципиальную схему детекторного радиоприемника (без батареек)?

Ведь он работает только на энергии радиоволн (так утверждает учебник по радиоэлектронике). Но для него нужна большая внешняя и высокая антенна и хорошее заземление. В детстве собирал подобное. Но так как вблизи не было мощных радиостанций, то прослушать удавалось лишь радиоточку соседнего леспромхоза.

Может быть, сигнал радиостанции – это лишь наложение на получаемую энергию с помощью этой нехитрой схемы?

Пойдем дальше. Может ли такое быть, что в совсем недалеком прошлом активно использовали физические принципы получения электричества и даже некие принципы радиосвязи? Фантастично? А давайте по-рассуждаем…

Вот ответьте, зачем чисто практически здесь шпиль? Здание может выглядеть не хуже эстетически и без него? Думаю, может.

Что, если по аналогии с видео, шпили – это устройство получения электричества? На освещение, для отопления. Для связи.

Возможно, этими шпилями получали электричество, используя разность потенциалов на разных высотах. Говорят, что разность потенциалов между землей и нашим носом примерно 200 вольт, но из-за постоянной разрядки и ионизации воздуха вокруг, нас не бьет током.

Подробнее об этом:

Наша планета в электрическом отношении представляет собой подобие сферического конденсатора, заряженного примерно до 300 000 вольт. Внутренняя сфера — поверхность Земли — заряжена отрицательно, внешняя сфера — ионосфера — положительно. Изолятором служит атмосфера Земли.

Через атмосферу постоянно протекают ионные и конвективные токи утечки конденсатора, которые достигают многих тысяч ампер. Но несмотря на это разность потенциалов между обкладками конденсатора не уменьшается.

А это значит, что в природе существует генератор (G), который постоянно восполняет утечку зарядов с обкладок конденсатора. Таким генератором является магнитное поле Земли, которое вращается вместе с нашей планетой в потоке солнечного ветра.

Подключиться к отрицательному полюсу — Земле — просто. Для этого достаточно сделать надежное заземление. Подключение к положительному полюсу генератора — ионосфере — является сложной технической задачей.

Как и в любом заряженном конденсаторе, в нашем глобальном конденсаторе существует электрическое поле. Напряженность этого поля распределяется очень неравномерно по высоте: она максимальна у поверхности Земли и составляет примерно 150 В/м. С высотой она уменьшается приблизительно по закону экспоненты и на высоте 10 км составляет около 3% от значения у поверхности Земли.

В природе существует уникальный альтернативный источник энергии, экологически чистый, возобновляемый, простой в использовании, который до сих пор нигде не используется. Источник этот — электрическое поле Земли.

Ниже излагается способ получения энергии из этого источника. Способ основан на свойствах электрического поля Земли и на базовых законах электростатики.

Наша планета в электрическом отношении представляет собой подобие сферического конденсатора, заряженного примерно до 300 000 вольт. Внутренняя сфера — поверхность Земли — заряжена отрицательно, внешняя сфера — ионосфера — положительно. Изолятором служит атмосфера Земли.

Через атмосферу постоянно протекают ионные и конвективные токи утечки конденсатора, которые достигают многих тысяч ампер. Но несмотря на это разность потенциалов между обкладками конденсатора не уменьшается.

А это значит, что в природе существует генератор (G), который постоянно восполняет утечку зарядов с обкладок конденсатора. Таким генератором является магнитное поле Земли, которое вращается вместе с нашей планетой в потоке солнечного ветра.

Чтобы воспользоваться энергией этого генератора, нужно каким то образом подключит к нему потребитель энергии.

Подлючиться к отрицательному полюсу — Земле — просто. Для этого достаточно сделать надежное заземление. Подключение к положительному полюсу генератора — ионосфере — является сложной технической задачей, решением которой мы и займемся.

Как и в любом заряженном конденсаторе, в нашем глобальном конденсаторе существует электрическое поле. Напряженность этого поля распределяется очень неравномерно по высоте: она максимальна у поверхности Земли и составляет примерно 150 В/м. С высотой она уменьшается приблизительно по закону экспоненты и на высоте 10 км составляет около 3% от значения у поверхности Земли.

Таким образом, почти всё электрическое поле сосредоточено в нижнем слое атмосферы, у поверхности Земли. Вектор напряженности эл. поля Земли E направлен в общем случае вниз. В своих рассуждениях мы будем использовать только вертикальную составляющую этого вектора. Электрическое поле Земли, как и любое электрическое поле, действует на заряды с определенной силой F, которая называется кулоновской силой. Если умножить величину заряда на напряженность эл. поля в этой точке, то получим как раз величину кулоновской силы Fкул.. Эта кулоновская сила толкает положительные заряды вниз, к земле, а отрицательные — вверх, в облака.

Электрическое поле Земли является потенциальным полем как и любое эл. поле. Каждой точке этого поля соответствует свой потенциал. Точки с одинаковым потенциалом образуют эквипотенциальные поверхности.

Проводник в электрическом поле

Установим на поверхности Земли вертикальный металлический проводник и заземлим его. Пусть верхняя точка проводника находится на на каком-то уровне U потенциала эл. поля Земли. Электрическое поле Земли в соответствии с законами электростатики начнет двигать электроны проводимости вверх, к верхней точке проводника, создавая там избыток отрицательных зарядов. Такое движение электронов будет продолжаться до тех пор, пока в верхней точе проводника не возникнет потенциал -U, равный по величине и противоположный по знаку потенциалу U эл. поля Земли, на котором расположена верхняя точка этого проводника.

Этот отрицательный потенциал -U полностью компенсирует положительный потенциал U эл.поля Земли и весь проводник, включая и его верхнюю точку, приобретает потенциал Земли, который мы принимаем за ноль.

Но избыток отрицательных зарядов в верхней точке проводника создаст свое электрическое поле.

Мы получили систему из двух эл. полей: эл. поля Земли E1 и эл. поля избыточных зарядов в верхней точке проводника E2.

На рис. 2 изображены векторы напряженности этих полей.

Векторы напряженности эл. поля Земли E1 вблизи проводника везде одинаковы по величинен и направлению.

Векторы же напряженности эл. поля проводника в разных точках поля имеют разную величину и направление. На рис. 2 справа изображены векторы напряженности E2 этого эл. поля. Они сходятся в верхней точке проводника, где сосредоточены избыточные электроны проводимости.

Согласно принципу суперпозиции эл. полей напряженность результирующего эл. поля равна геометрической сумме напряженностей каждого из этих полей.

Обратите внимание: ниже верхней точки проводника векторы напряженности E1 и E2 этих двух полей направлены в противоположных направлениях. Здесь они компенсируют друг друга и в проводнике эл. поле равно нулю.

Выше верхней точки проводника векторы напряженности этих двух полей направлены в одном направлении — вниз. Здесь они складываются и дают суммарную напряженность эл. поля.

Если мы сложим геометрически эти векторы и проведем эквипотенциальные линии в каждой точке поля, то получим картину, изображенную на рис.3.

На рис.3 изображено суммарное эл. поле в сечении вертикальной плоскостью, проходящей через проводник. Примечательно, что потенциал проводника во всех его точках равен нулю и в то же время на верхней точке проводника сконцентрирована большая напряженность суммарного эл. поля Земли и проводника.


Именно это эл. поле и стремится вырвать электроны проводимости из верхней точки проводника. Но у электронов недостаточно энергии для того, чтобы покинуть проводник. Эта энергия называется работой выхода электрона из проводника и для большинства металлов она составляет менее 5 электронвольт — величина весьма незначительная. Но электрон в металле не может приобрести такую энергию между столкновениями с кристаллической решеткой металла и поэтому остается на поверхности проводника.

Возникает вопрос: что произойдет с проводником, если мы поможем избыточным зарядам на верхушке проводника покинуть этот проводник ?

Ответ простой: отрицательный заряд на верхушке проводника уменьшится, внешнее электрическое поле внутри проводника уже не будет скомпенсировано и снова начнет двигать электроны проводимости вверх к верхнему концу проводника. Значит, по нему потечет ток. И если нам удастся постоянно удалять избыточные заряды с верхней точки проводника, в нем постоянно будет течь ток. Теперь нам достаточно разрезать проводник в любом, удобном месте и включить туда нагрузку ( потребитель энергии ) — и электростанция готова.

На рис.4 показана принципиальная схема такой установки.

Под действием электрического поля Земли электроны проводимости из земли движутся по проводнику через нагрузку и далее вверх к эмиттеру, который освобождает их из поверхности металла верхушки проводника и отправляет их в виде ионов в свободное плавание по атмосфере. Электрическое поле Земли в полном соответствии с законом Кулона поднимает их вверх до тех пор, пока они на свем пути не будут нейтрализованы положительными ионами, которые всегда опускаются вниз из ионосферы под действием того же поля.

Таким образом, мы замкнули электрическую цепь между обкладками глобального электрического конденсатора, который в свою очередь подключен к генератору G, и включили в эту цепь потребитель энергии ( нагрузку ). Остается решить один важный вопрос: каким образом удалять избыточные заряды с верхней точки проводника?

Для этого нужно устройство, которое бы помогало электронам проводимости покинуть проводник — излучатель электронов или эмиттер.

Эмиттер может быть построен на базе высоковольтного генератора небольшой мощности, который способен создать коронный разряд вокруг излучающего электрода на верхушке проводника.

Такие высоковольтные генераторы используются в промышленности в дымоулавливателях, ионизаторах воздуха, установках для электростатической окраски металлов и различных бытовых приборах.

Генератор создает вокруг излучателя электронов проводимости искровой, коронный или кистевой разряд. Такой разряд является проводящим плазменным каналом, по которому электроны проводимости свободно стекают в атмосферу уже под действием эл.поля Земли.

Анимация и описание такого разряда:

Кистевой разряд, одна из форм электрического разряда в газах; возникает в случае сильного неоднородного поля при разряде с острия. По характеру элементарных процессов, кистевой разряд близок к начальной стадии искрового разряда (эффект 406020) и отличается от него тем, что пучок искр (кисть), расходящийся от острия, не достигает второго электрода. Эта и ряд других особенностей позволяют рассматривать кистевой разряд как коронный разряд (эффект 406014) на острие с резко выраженными прерывистыми явлениями. При понижении напряжения кистевой разряд переходит в обычный коронный разряд.

Время инициации (log to от -3 до -1);

Время существования (log tc от -3 до 15);

Время деградации (log td от -1 до 5);

Время оптимального проявления (log tk от 0 до 3).

В лабораторных условиях реализация затруднительна, так как эффект требует весьма больших полей и градиентов поля, как правило приводящих к пробою и разрушению изоляции лабораторной установки.

Кистевой разряд относится к ярковыраженным паразитным эффектам, применений не имеющим. С другой стороны, при расчете высоковольтных систем следует принимать меры для его избежания, так что совсем “забыть” о нем не удается.

Кистевой разряд на проводах линий электропередач недолговечен и часто переходит в коронный разряд, реже в искровой разряд.

Вызывает потери электроэнергии, помехи радиотелевизионному приему передачи.

Для этой же цели можно использовать трансформатор или катушку Теслы.

В 1891 году Никола Тесла создал свой знаменитый высокочастотный высоковольтный трансформатор, который он использовал для экспериментов и демонстрации своих опытов.

Сейчас это устройство называют катушкой Теслы (Tesla coil). В промышленности это изобретение не нашло применения. Оно используется главным образом для всякого рода аттракционов.

Во время работы катушки в ее вторичной обмотке создается напряжение в несколько миллионов вольт, которое ионизирует воздух и создает различные электрические разряды — стримерные, искровые или коронный разряд в зависимости от входного напряжения.

Каналы этих разрядов в ионизированном воздухе являюся хорошим проводником для электронов проводимости, которые стремятся вырваться из металла проводника в атмосферу. И электроны проводимости по каналам разрядов легко покидают проводник и уходят в атмосферу уже под действием эл. поля Земли, которое концентрируется на верхней точке проводника.

Форму и интенсивность разряда катушки можно в определенных пределах регулировать от слабого коронного до мощного дугового в зависимости от интенсивности эл. поля Земли и необходимой мощности установки.

Оценка мощности установки

Пусть верхняя точка проводника находится на высоте 100 м., средняя напряженность эл. поля по высоте проводника Еср. = 100 В/м.

Тогда разность потенциалов эл. поля между Землей и верхней точкой проводника будет численно равна:

U = h Eср. = 100 м * 100 В/м = 10 000 вольт.

Точно такой же величины будет и отрицательный компенсирующий потенциал в верхней точке проводника. Это — совершенно реальная разность потенциалов между землей и верхней точкой проводника, которую можно измерить. Правда, обычным вольтметром с проводами измерить ее не удастся — в проводах возникнет точно такая же э.д.с., как и в проводнике, и вольтметр покажет 0.

Сила тока в проводнике зависит в основном от эффективности работы эмиттера. Если с помощью эмиттера мы сможем получить ток 10 А., то полная мощность установки составит 100 кВт.

При работе эмиттера освободившиеся электроны скапливаются в атмосфере над эмиттером и создают отрицательно заряженное облако. Эл. поле этого облака направлено против эл. поля Земли и уменьшает его. При наличии ветра облако сносится ветром и его влияние будет незначительным. В отсутствии ветра это облако удаляется только кулоновскими силами эл. поля над эмиттером, образуя конвективную струю, направленную вверх. В этом случае сила тока установки будет ограничиваться силой тока конвективной струи.

Особенности электрического поля

Эл. поле над земной поверхностью обладает такими особенностями, которые обязательно нужно учитывать.

Над ровной подстилающей поверхностью такой, как море или широкая равнина, эквипотенциальные поверхности поля расположены примерно параллельно друг другу, как показано на рис. 2 слева.

Но как только в нем появляется заземленный проводник, это поле меняется и становится примерно таким, как показано на рис. 3.

Эффект получается таким, как будто это поле поднялось и повисло на верхушке этого проводника. Эквипотенциальные линии над проводником сконценторировались, а значит увеличился вектор напряженности эл. поля.

В то же время у основания проводника эл. поле уменьшилось. Если два заземленных проводника расположены недалеко друг от друга, то эл. поле будет выглядеть примерно так, как показано на рис. 6.

Все эл. поле располагается выше заземленных проводников. Между этими проводниками у земной поверхности эл. поле близко к нулю.

Такими проводниками являются деревья, линии эл. передач, высокие постройки, и, конечно, все городские дома.

Следовательно, в условиях города проводник с эмиттером необходимо поднять выше крыш городских домов и всякого рода антенн, флагштоков, деревьев и шпилей, расположенных поблизости. Еще надежней поднять проводник и эмиттер на аэростате.

О мощности глобального генератора

Такая установка отбирает мощность у глобального генератора.

В связи с этим возникает один очень важный вопрос — как отразится повсеместное широкое использование таких установок на электрическом поле Земли?

Не приведет ли это к ослаблению эл. поля Земли?

У нас нет возможности замерить мощность этого генератора. Но по некоторым косвенным признакам можно судить о его мощности.

На Земле постоянно бушуют несколько ураганов, тропических штормов и множество циклонов. По современным представлениям и оценкам примерно треть мощности урагана приходится на его электрическую составляющую.

Что же это такое — электрическая составляющая мощности урагана?

Мощность урагана пропорциональна объему и скорости подъема теплого воздуха в его тепловой башне — центральной области урагана.

Такой подъем воздуха проискодит в основном за счет разности плотности воздуха на периферии урагана и в его центре — тепловой башне, но не только. Часть подъемной силы (примерно одну треть.) обеспечивает электрическое поле Земли.

Все дело в том, что испаряющаяся с поверхности штормового океана вода уносит с собой огромное количесво отрицательных зарядов.

С точки зрения электростатики штормовой океан представляет собой огромное поле, усыпанное остриями и ребрами, на которых концентрируются отрицательные заряды и напряженность эл. поля Земли. Это — электростатический эффект острия.

Испаряющиеся молекулы воды в таких условиях легко захватывают отрицательные заряды и уносят их с собой. А электрическое поле Земли в полном соответствии с законом Кулона двигает эти заряды вверх, добавляя воздуху подъемную силу.

И эта добавка составляет около трети полной подъемной силы, а значит и мощности урагана. Таким образом глобальный электрический генератор расходует часть своей мощности на усиление атмосферных вихрей на планете — ураганов, штормов, циклонов и пр.

Но такой расход мощности никак не сказывается на величине электрического поля Земли.

Если учесть, что мощность среднего урагана превышает мощность всех электростанций мира, то можно заключить, что широкое и повсеместное использование этой энергии никак не скажется на электрических параметрах нашей планеты.

В результате наших действий мы подключили потребитель энергии к глобальному генератору электрической энергии. К отрицательному полюсу — Земле — мы подключились с помощью обычного металлического проводника (заземления), а к положительному полюсу — ионосфере — с помощью весьма специфического проводника — конвективного тока.

Конвективные токи — это электрические токи, обусловленные упорядоченным переносом заряженных частиц. В природе они встречаются часто. Самые мощные из них — это ураганы и восходящие потоки воздуха во внутритропической зоне конвергенции, которые уносят огромное количество отрицательных зарядов в верхние слои тропосферы.

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

Источник энергии является простым и удобным в использовании.

На выходе получаем самый удобный вид энергии — электроэнергию.

Источник экологически чист: никаких выбросов, никакого шума и т.п.

Установка проста в изготовлении и эксплуатации.

Исключительная дешевизна получаемой энергии и еще масса других достоинств.

Электрическое поле Земли подвержено колебаниям: зимой оно сильнее, чем летом, ежедневно оно достигает максимума в 19 часов по Гринвичу, также зависит от состояния погоды. Но эти колебания не превышают 30% от его среднего значения.

В некоторых редких случаях при определенных погодных условиях напряженность этого поля может увеличиться в несколько раз.

Как видно, идея получения эл.энергии с разности потенциалов на разных высотах существует. Сама природа нам это регулярно подсказывает, когда мы видим молнии и слышим гром. Это происходит пробой диэлектрика (атмосферного воздуха). Тем более, мы мало знаем об атмосферном электричестве:

Спрайты. Их открыли всего несколько десятков лет назад.

Вот одна из попыток получения атмосферного электричества:

Общий заряд системы нейтрален, однако на кончике проводника сконцентрирована наибольшая напряженность электрического поля. Для этой схемы нужен трансформатор – проводник электронов в атмосферу. И такое чудо есть – катушки Тесла. Если избыточные электроны направлять в атмосферу при помощи коронных разрядов, или плазменной дуги или еще чего-то такого же плазменного, электроны будут покидать поверхность проводника и переходить в атмосферу по воздуху, еще как.

Совсем упрощенно – коронным разрядом на верхушке этого столба соединим обкладки «кондесатора», плазменная дуга – тот самый проводник, которым можно соединить отрицательно заряженный металл заземленного проводника с положительно заряженной атмосферой…живой пример – молния, ударившая в громоотвод.

Электростанции-столбы с генераторами тесла на верхушках, уходящие на сотни метров в высоту – выглядит футуристично, технократично и канонично!

И за отсутствия некоторых фотографий не стал переносить текст, что бы не создавать путаницы.

Использование атмосферного и иных источников электричества в прошлом. Часть 2.

Использование атмосферного электричества в прошлом. Часть 3

Статическое электричество из воздуха

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 электричества Особенности выработки энергии
Солнечная энергия Требует 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 энергия При ветре лопасти ветряка начнут активно вращаться, вырабатывая электричество, которое может сразу поставляться в аккумулятор или сеть.
Геотермальная энергия Метод 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.

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.

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.

5 альтернативных источников энергии, о которых мало кто знает

Москва, 27 августа — «Вести.Экономика». Для развития экономики и человечества в целом необходима энергия, и именно поэтому источники энергии стали самым важным и востребованным сырьем на мировых рынках.

Однако существуют источники энергии, о которых никто не слышал, но которые, тем не менее, могут использоваться для генерации.

Ниже мы расскажем о 5 источниках энергии, о которых мало кто знает.

Важно понимать, что некоторые из них совсем не практичны и их использование экономически нецелесообразно, однако есть и такие, которые в ближайшем будущем смогут использоваться на благо общества.

Энергия человека

Здесь речь идет не о том, чтобы человек крутил педали, вырабатывая энергию. Во многих фантастических книгах и фильмах рассказывается о потенциальной энергии, которую может генерировать тело человека.

Существуют два способа получить энергию за счет человеческого тела. Один способ связан с движением, что связано с использованием кинетических устройств.

Второй способ связан с использованием тепла, которое генерируют человеческие тела.

Кинетические устройства обычно пассивны и генерируют электричество, по мере того как человек выполняет обычные движения — ходит, ест, дышит.

Кинетические генераторы уже используются в различных устройствах, включая наручные часы, слуховые аппараты, кардиостимуляторы, а также в ряде прототипов смартфонов.

Эксперты прогнозируют, что кинетические генераторы смогут стать настолько мощными, что будут использоваться для зарядки мобильных телефонов или даже ноутбуков.

Второй способ связан с улавливанием тепла от тела человека с помощью биотермальных устройств. Подобные устройства уже существуют в небольшом количестве и используются для питания энергией кардиостимуляторов. Важным плюсом подобных устройств является то, что для их работы не нужно движение.

Энергия звука

Если вы когда-то были на рок-концерте, то вы, конечно, в курсе, какой там мощный, оглушительный звук.

Ученые нашли возможность улавливать энергию звука и перенаправлять ее на генерирующие устройства.

Раз звуковые колонки могут конвертировать электричество в звук, то пьезоэлектрические сенсоры могут делать прямо противоположное.

Уже даже существуют прототипы мобильных телефонов, которые могут сами себя подзаряжать энергией, если человек просто говорит (или кричит) в микрофон.

В мире существует множество концептов, которые используют энергию звука для электрогенерации, однако большинство этих концептов так и не получили широкого применения.

Однако существует концепт, которые, по мнению ученых, имеет все шансы получить широкое использование. Это устройство использует «барабан», который двигает воздух внутрь и наружу из камеры, по мере того как он вибрирует. Движение воздуха проходит через турбину, которая генерирует электричество.

Вероятно, однажды в мире появятся «звуковые фермы», которые будут использовать наш шумный мир для электрогенерации и получать столь же широкое распространение, как и ветряные фермы.

Энергия дождя

Это еще один концепт с использованием пьезоэлектрических сенсоров, чтобы конвертировать энергию дождевых капель в электроэнергию.

Можно себе представить, что установка подобных устройств на крышах домов может привести к тому, что людям не нужно будет электричество от электросетей во время дождя.

Более того, если соединить такие устройства с солнечными батареями, то это позволит существенно сократить потребление электроэнергии из сети при любой погоде.

Недавние исследования в этой области показали, что энергия дождя может питать небольшие устройства, которые мы используем в повседневной жизни.

Если повысится эффективность таких устройств, то энергия дождя получит более широкое применение.

Энергия мочи

Да, существуют и такие устройства! Согласно данным Royal Society of Chemistry ученые из Bristol Robotics Laboratory создали микробиологический топливный элемент (MFC), способный генерировать электричество из мочи. Во время экспериментов всего 25 мл мочи генерировали 0.25mA электричества в течение трех дней.

Конечно, вряд ли такой способ подойдет для того, чтобы снабжать энергией компьютер. Однако стоит подумать о том, что это один из самых доступных способов, учитывая тот факт, что каждый человек может использовать мочу для электрогенерации.

Энергия дорожного покрытия

Если соединить геотермальную энергию и энергию тепла городского дорожного покрытия, то получится новый источник энергии. В обычной городской среде температуры зачастую поднимаются очень высоко, что связано с тем, что дороги покрыты асфальтом и бетоном.

Эти материалы способны удерживать большие объемы тепла. Особенно это заметно, если города расположены в южных широтах, где температуры днем поднимаются очень высоко, так что практически на улице прямо на дороге можно сварить яйцо.

Более того, известны случаи, когда люди пытались переходить такие дороги без обуви и были госпитализированы с ожогами.

Концепт электрогенерации в этом случае очень простой. Прямо под дорожным покрытием располагается система труб, внутри которых находится жидкость.

Жидкость нагревается и закачивается в теплообменник, расположенный рядом с электростанцией.

Это тепло можно использовать для генерации пара, который вращает турбины.

Или же тепло может использоваться напрямую вместо ставших уже традиционными ветряной и солнечной энергии.

Еще один способ связан с тем, что циркуляция, которую вызывает нагревание воды, вращает турбины напрямую.

EnergyScience.ru — альтернативная энергия

Альтернативные источники энергии

  • Темы без ответов
  • Активные темы
  • Поиск
  • Наша команда

Атмосферное электричество

Атмосферное электричество

Сообщение Не квадрат » 16 янв 2020, 12:06

Re: Атмосферное электричество

Сообщение Не квадрат » 16 янв 2020, 12:09

Re: Атмосферное электричество

Сообщение Не квадрат » 16 янв 2020, 12:13

Re: Атмосферное электричество

Сообщение WILL » 17 окт 2020, 00:56

Да, только подключать все нужно несколько иначе. Если применительно к Вашей схеме,то примерно так, хотя правильнее делать по схеме Владимира и Чипа.
Точнее, на керамический каркас намотан биффиляр, конец обмотки одной соединен с началом другой, эта точка идет к первичке трансформатора и заземлению под строением.
В 5 метрах через диодный вентиль второй конец биффиляра подключен к крыше, а второй конец через диодный вентиль к куполу на высоте 20 метров. Диодные вентили и обмотки биффиляра составляют активную вилку Авраменко.
Генератор G2 настраивается частотой и скважностью импульсов на максимальное напряжение на концах биффиляра, генератор модуляции G1 — 50-400 Гц настраивается на резонанс контура одной из вторичных обмоток ТР2 совместно с конденсатором Сх, вторая обмотка служит для самозапита системы (питания генераторов и подзаряда аккумулятора), к третьей обмотке подключаются нагрузки.

Рабочий прототип был реализован на Донбассе , повторюсь,по схеме корочения вторички ключем, как у Владимира и Чипа.В качестве выпрямителей для отдачи максимальной мощности используются самодельные ртутно-изотопные вентили с микрометрическим винтом.( мощность с ними в 30 раз болше, чем все остальные) . Все другие типы диодов — КЦ106, 2ХХХ, импортные от СВЧ печек постепенно выходят из строя , особенно при грозах. С обычными диодами установка выходит на самозапит и можно включить только около киловатта нагрузки, но не более того. Конструкция верхнего терминала — это купол специальной формы с одним выпрямителем-вентилем, на конце которого расположена многорядная елка с иглами.
Нижний терминал-крыша специальной формы с шестью выпрямителями-вентилями, подключенными параллельно.

Каждый электрик должен знать:  Закон Кулона и его применение в электротехнике
Добавить комментарий