Электричество из воздуха

Статическое электричество из воздуха

Много лет ученые ищут идеальный альтернативный источник электроэнергии, который позволил бы добывать ток из возобновляемых ресурсов. О том, как получить статическое электричество из воздуха, задумывался еще Тесла в 19 веке, и сейчас ученые пришли к выводу, что да, это вполне реально.

Виды добычи

Альтернативное электричество может добываться из воздуха двумя способами:

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

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

Фото — грозовая батарея

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

Фото — ветряки

Видео: создание электричества из воздуха

Как добыть энергию из воздуха

Простейшая принципиальная схема не включает в себя никаких дополнительных накопительных устройств и преобразователей. По сути, требуется только металлическая антенна и земля. Между этими проводниками устанавливается электрический потенциал. Он со временем накапливается, поэтому это непостоянная величина и рассчитать его силу практически невозможно. Такое, вырабатывающее ток, устройство работает по принципу молнии – через определенный промежуток времени происходит разряд тока (когда потенциал достиг своего максимума). Таким образом, можно извлечь из земли и воздуха достаточно большое количество полезной электроэнергии, которой будет достаточно для работы электрической установки. Её конструкция подробно описывается в труде: «Секреты свободной энергии холодного электричества».

Фото — схема

Схема имеет свои достоинства:

  1. Простота в реализации. Опыт можно с легкостью повторить в домашних условиях;
  2. Доступность. Не нужно никаких приспособлений, самая обычная пластина из токопроводящего металла подойдет для реализации проекта.

Недостатки:

  1. Реализация схемы очень опасна. Нельзя рассчитать даже примерное количество ампер, не говоря уже про силу токового импульса;
  2. При работе образовывается своеобразный открытый контур заземления, к которому притягиваются молнии. Это является одной из самых главных причин, почему проект не «пошел в массы» — он опасен для жизни и производства. Удар молнии подчас достигает 2000 Вольт.

С этой точки зрения, свободное электричество, добытое при помощи ветрогенераторов более безопасно. Но тем ни менее, сейчас можно даже купить такой прибор (к примеру, ионизатор-люстра Чижевского).

Фото — люстра Чижевского

Но есть еще один вариант рабочей схемы – это генератор TPU электричества из воздуха от Стивена Марка. Это устройство позволяет получить определенное количество электроэнергии для питания различных потребителей, причем, делает он это без какой-либо подпитки из вне. Технология запатентована и многие ученые уже повторили опыт Стивена Марка, но из-за некоторых особенностей схемы она еще не пущена в обиход.

Принцип работы прост: в кольце генератора создается резонанс токов и магнитные вихри, они способствуют появлению в металлических отводах токовых ударов. Рассмотрим наглядно, как сделать тороидальный генератор, чтобы добыть электричество из воздуха:

  1. Вам понадобится основание (это может быть кусок фанеры в форме кольца, отрезок резины, полиуретана и т. д.), две коллекторные катушки (внутренняя и внешняя) и катушки управления. Индивидуальный чертеж может иметь другие размеры, но в основании берется кольцо с наружным диаметром 230 мм, внутренним 180 мм, шириной 25 мм и толщиной 5 мм. Вырежьте из основания кольцо этого размера; Фото — основание
  2. Теперь нужно намотать внутреннюю коллекторную катушку. Намотка трехвитковая, производится многожильным проводом из меди. Специалистами заявляется, что и одного витка намотки будет достаточно для запитки лампочки и проведения эксперимента;
  3. Управляющих катушек – четыре штуки, каждая из них должна находиться под прямым углом, в противном случае, будут создаваться помехи магнитному полю. Намотка плоская, зазор между отдельными витками (катушками) примерно 15 мм, но это зависит от особенностей выбранного материала; Фото — четыре катушки
  4. Для намотки управляющих катушек могут использоваться медные одножильные провода, на описываемый размер рекомендуется делать 21 виток;
  5. Для установки последней катушки используется медный провод с изоляцией. Он наматывается по всей площади основания. Фото — конечная обмотка

На этом конструирование можно считать завершенным. Теперь нужно соединить выводы. Предварительно нужно между выводами обратной земли и земли установить конденсатор на 10 микрофарад. Для запитки схемы используются скоростные транзисторы и мультивибраторы. Они подбираются опытным путем, т. к. их характеристики зависят от размера основания, видов провода и некоторых других особенностей конструкции. Для управления схемой можно использовать стандартная кнопка питания (ВКЛ – ВЫКЛ). Для более подробной информации рекомендуем просмотреть видео по генератору Стивена Марка в Xvid или TVrip-качестве.

Читать еще:  Интерьер квартиры в нью-йоркском стиле

Не менее нашумевшим открытием стал генератор Капанадзе. Этот бестопливный источник энергии был презентован в Грузии, сейчас он тестируется. Генератор позволяет добывать электричество из воздуха без использования сторонних ресурсов.

Фото — предположительная схема генератора Капанадзе

В основе его работы лежит катушка Теслы, которая расположена в специальном корпусе, накапливающем электроэнергию. В свободном доступе есть видео с конференции и опыты, но нет никаких документов, реально подтверждающих существование этого изобретения. Схема не разглашается.

Как получить электричество из воздуха своими руками

Что такое атмосферное электричество

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

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


На фото рабочий образец тороидального генератора Стивена Марка

Как получить электричество из воздуха в домашних условиях

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

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


Схема получения атмосферного электричества своими руками

Такая схема достаточно проста ‑ для генерации потребуется только металлическая антенна и земля. Потенциал, который устанавливается между проводниками, со временем накапливается, хотя рассчитать его силу невозможно. При достижении определенного максимального значения потенциала происходит разряд тока, подобный молнии.

Достоинства

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

Недостатки

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

Где уже используют атмосферное электричество

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

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

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


На фото готовый к работе генератор Капанадзе

Выводы

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

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

Получение энергии из воздуха — больше не миф

Представьте себе мир, в котором смартфоны, ноутбуки, носимые устройства и другая электроника работают без аккумуляторов. Исследователи из Массачусетского технологического института и других стран сделали шаг в этом направлении, выпустив первое полностью гибкое устройство, которое может преобразовывать энергию из сигналов Wi-Fi в электричество, которое может питать электронику.

Устройства, которые преобразуют электромагнитные волны переменного тока в электричество постоянного тока, называются «rectennas» («ректенны»). Исследователи демонстрируют новый вид ректенн, описанный в исследовании в журнале Nature, в котором используется гибкая радиочастотная (РЧ) антенна, которая использует электромагнитные волны — в том числе те, которые несут Wi-Fi — в качестве источника переменного тока.

Затем антенна подключается к новому устройству из двухмерного полупроводника толщиной всего в несколько атомов. Сигнал переменного тока попадает в полупроводник, который преобразует его в постоянный ток, который можно использовать для питания электронных схем или перезарядки аккумуляторов.

Читать еще:  Как самостоятельно убрать скрип пола

Таким образом, устройство без батареи пассивно захватывает и преобразует повсеместные сигналы Wi-Fi в полезную мощность постоянного тока. Кроме того, устройство является гибким и может быть изготовлено целыми рулонами для покрытия очень больших площадей.

«Что, если мы могли бы разработать электронные системы, которые мы обернем вокруг моста, покроем целую магистраль или стены вашего офиса и дадим энергию всей электронике, которая вас окружает?» — говорит соавтор статьи Томас Паласиос, профессор кафедры электротехники и компьютерных наук в MIT. «Мы придумали новый способ питания электронных систем будущего — собирать энергию Wi-Fi таким образом, который легко разворачивается на больших площадях — чтобы донести энергию до каждого объекта вокруг нас».


Ректенна, использующаяся для питания различных RFID (идентификационных) устройств — например, электронных меток.

Перспективные возможные сценарии использования для предлагаемой ректенны включают питание гибкой и носимой электроники, медицинских устройств и датчиков для интернета вещей. Гибкие смартфоны, например, являются новым трендом на рынке для крупных технологических фирм. В экспериментах устройство исследователей может генерировать около 40 микроватт энергии при воздействии типичных уровней мощности сигналов Wi-Fi (около 150 микроватт). Этого более чем достаточно для работы подсветки простого мобильного дисплея или кремниевых чипов.

По словам соавтора Хесуса Граьяла, исследователя из Технического университета Мадрида, есть еще одно возможное применение — обеспечение передачи данных с имплантируемых медицинских устройств. Например, исследователи уже разрабатывают «умные» таблетки, которые могут проглатывать пациенты, после чего те будут передавать данные о состоянии здоровья обратно на компьютер для диагностики.

«В идеале вы не хотите использовать аккумуляторы для питания этих систем, потому что если они будут включать литий, пациент может умереть», — говорит Граьял. «Намного лучше собирать энергию из окружающей среды, чтобы питать эти маленькие лаборатории внутри тела и передавать данные на внешние компьютеры».

Все ректенны полагаются на компонент, известный как «выпрямитель», который преобразует входной сигнал переменного тока в постоянный ток. Традиционные ректенны используют или кремний, или арсенид галлия для выпрямителя. Эти материалы могут работать на частотах Wi-Fi, но они жесткие. И хотя использование этих материалов для изготовления небольших устройств относительно дешево, их использование для покрытия обширных площадей, таких как поверхности зданий и стен, было бы чрезмерно дорогостоящим. Исследователи давно пытаются решить эти проблемы. Но те несколько гибких ректенн, о которых сообщалось до сих пор, работают на низких частотах и ​​не могут захватывать и преобразовывать сигналы в гигагерцовых частотах, где преобладает большинство сигналов сотового телефона и Wi-Fi.

Для создания своего выпрямителя исследователи использовали новый двумерный материал под названием дисульфид молибдена (MoS2), который при толщине всего в три атома является одним из самых тонких полупроводниковых приборов в мире. При этом команда использовала необычное поведение MoS2: при воздействии определенных химикатов атомы материала перестраиваются таким образом, что действует как переключатель, вызывая фазовый переход от полупроводника к металлическому материалу. Эта структура известна как диод Шоттки, который является соединением полупроводника с металлом.


Новая гибкая ректенна с дисульфидом молибдена.

«Использовав MoS2 в двумерном полупроводниково-металлическом фазовом переходе, мы создали атомно-тонкий сверхбыстрый диод Шоттки, который одновременно минимизирует сопротивление и паразитную емкость», — говорит первый автор и постдок EECS Сюй Чжан.

Паразитная емкость — это неизбежная ситуация в электронике, когда некоторые материалы накапливают небольшой электрический заряд, что замедляет цепь. Следовательно, более низкая емкость означает повышенную скорость работы выпрямителя и более высокие рабочие частоты. Паразитная емкость нового диода Шоттки на порядок меньше, чем у современных современных гибких выпрямителей, поэтому он работает намного быстрее при преобразовании сигналов и позволяет работать в диапазоне волн до 10 гигагерц.

«Такая конструкция позволила создать полностью гибкое устройство, достаточно быстрое для охвата большинства радиочастотных диапазонов, используемых нашей повседневной электроникой, включая Wi-Fi, Bluetooth, сотовую связь, LTE и многие другие», — говорит Чжан.

Описанная работа предоставляет чертежи для других гибких устройств, преобразующих Wi-Fi в электричество со значительной производительностью и эффективностью. Максимальная выходная эффективность для текущего устройства составляет 40 процентов, в зависимости от входной мощности входа Wi-Fi. При типичном уровне мощности Wi-Fi коэффициент полезного действия выпрямителя с использованием MoS2 составляет около 30 процентов. Для справки, лучшие на сегодняшний день ректенны, изготовленные из жесткого более дорогого арсенида кремния и галлия, имеют КПД до примерно 50-60 процентов.

Сейчас команда, включающая в себя более 15 исследователей, планирует построить более сложные системы и повысить эффективность. Работа стала возможной, в частности, благодаря сотрудничеству с Техническим университетом Мадрида в рамках Международной научно-технической инициативы MIT (MISTI).

Добываем электричество из воздуха в промышленных масштабах

Поделитесь в соцсетях:

Прошли новогодние праздники, отгорели гирляндами елки и пришли счета за электричество. Обогрев на основе электроконвекторов не перестает меня радовать общей стоимостью системы отопления загородного дома, но мысль о бесплатных киловатт-часах становится навязчивой. Поделюсь еще одной находкой из области очевидного и невероятного.

Читать еще:  Щели при укладке ламината: как устранить?

В этот раз электричество будем добывать непосредственно из воздуха. Про электростатические разряды все знают – если погладить пушистую кошку, а потом этой же рукой взяться за металлическую дверную ручку, то ударит током. Более интересный вариант – сняв шерстяной свитер, помыть руки водой из водопроводного крана. Она, оказывается, тоже бьется статическими разрядами! Но мы сегодня не об этом. Давайте упрощенно представим, как выглядит наша планета: твердая сфера – мы здесь, атмосфера – здесь летают птицы, ионосфера – здесь летают заряженные частицы.

Верхние слои атмосферы называют ионосферой не просто так – в ней очень много положительно заряженных частиц – ионов. Считается, что сама планета, в свою очередь, заряжена отрицательно. Отсюда и «заземление» — подключение отрицательного полюса в полярной электрической схеме к «земле».

Теперь, если представить нашу планету в виде сферического конденсатора (в вакууме), то получится, что он состоит из двух обкладок – положительно заряженной ионосферы и отрицательно заряженной поверхности земли. Атмосфера играет роль изолятора. Через атмосферу постоянно протекают ионные и конвективные токи утечки этого «конденсатора». Но, несмотря на это, разность потенциалов между «обкладками» не уменьшается. Мы по прежнему наблюдаем молнии, полярные сияния, да и ионов меньше не становится.

Это значит, что существует некий генератор, который постоянно подзаряжает эту систему. Таким генератором является магнитное поле Земли, которое вращается вместе с нашей планетой, и солнечный ветер, ионизирующий верхние слои атмосферы. Если каким-либо способом подключить к этому генератору полезную нагрузку, мы получим практически вечный и бесплатный источник электроэнергии.

Разность потенциалов атмосферы и земной поверхности может достигать от сотен до сотен тысяч вольт на разных высотах и в разное время года. Принципиальная схема «электростанции» в таком случае предельно проста: строим высокий столб-проводник (или поднимаем кабель аэростатом), хорошенько его заземляем и разрезаем у основания на нужной нам высоте. Верхняя часть столба будет иметь положительный заряд, нижняя- отрицательный. При помощи трансформаторов снижаем напряжение до нужных нам величин, попутно увеличив силу тока…и вроде как бы все. Включаем полезную нагрузку и радуемся.

Но в этой простоте и кроется вся хитрость. Проблема 1: высота проводника. Считается, что напряженность электрического поля планеты наиболее сильна у поверхности, т.е. на высоте 100-150 м. Выше строить сложно, хотя всегда есть аэростаты…Проблема 2, она же главная: чтобы по нашему проводнику пошел ток, т.е. движение электронов от отрицательного полюса к положительному, этот самый положительный полюс там должен быть. А если мы просто построим заземленный металлический столб, то электрическое поле в лице атмосферы его обойдет, «приняв» за новую точку поверхности земли. Таким образом, электроны, которые должны были бы двигаться снизу, от заземленной поверхности по проводнику вверх, к положительно заряженным ионам в атмосфере, этого делать не будут потому, что не смогут покинуть верхнюю часть проводника. Они останутся «запертыми» в нем, чем и обеспечится нейтральный заряд всей системы.

Грубо говоря, с металла (проводника) через воздух и в воздух ток просто так не проходит. Если совсем заумно, то есть такие штуки, как векторы напряженности электрического поля. Векторы напряженности поля проводника направлены вверх, а векторы напряженности эл. поля атмосферы направлены вниз. Они встречаются в верхней точке проводника и складываясь, компенсируют друг друга. Общий заряд системы нейтрален, однако на кончике проводника сконцентрирована наибольшая напряженность электрического поля.

Электроны не могут покинуть верхнюю точку проводника сами по себе, у них недостаточно энергии для того, чтобы покинуть проводник. Эта энергия называется работой выхода электрона из проводника и для большинства металлов она составляет менее 5 электронвольт, но даже ее пока взять неоткуда. А если помочь электронам покинуть проводник? Тогда все заработает – электроны будут подниматься вверх, захватываться электрическим полем и по проводнику пойдет ток. Нужно только постоянно помогать им в этом процессе. Весь фокус в устройстве, которое бы освобождало электроны из проводника в атмосферу и делало это постоянно.

Нам, получается, 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 нашего столба мы 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! Мне эта картинка так нравится, что я не буду портить ее расчетами и формулами. Любопытные все найдут сами. И на всякий случай – первооткрывателем стать не получится, технологию недавно запатентовали.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector