Генрих Рудольф Герц наблюдал фотоэлектрический эффект в 1887 году
Генрих Рудольф Герц Пока Тесла был занят изобретением и распределением переменного тока, Генрих Герц проводил серию экспериментов по пониманию электромагнитных волн. В 1887 году он наблюдал фотоэлектрический эффект, явление, при котором электроны испускаются, когда электромагнитное излучение (например, свет) попадает на материал.
В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал «закон фотоэлектрических эффектов», выдвинув гипотезу о том, что световая энергия переносится дискретными квантованными пакетами. Это был решающий шаг в развитии квантовой механики. За эту работу Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике 1921 года.
Фотоэлектрический эффект используется в фотоэлементах, обычно встречающихся в солнечных батареях. Эти фотоэлементы вырабатывают напряжение и подают электрический ток, когда на них светит солнечный свет (или свет с определенной длиной волны).
К концу 2021 года во всем мире было установлено в общей сложности 629 гигаватт солнечной энергии. Это число будет увеличиваться в ближайшие годы, поскольку многие страны и территории переходят на возобновляемые источники энергии, чтобы уменьшить воздействие производства электроэнергии на окружающую среду.
И поэтому было бы неправильно отдать должное только одному человеку за то, что он открыл для себя электричество. В то время как идея электричества существовала тысячи лет, когда пришло время ее научного и коммерческого изучения, несколько великих умов работали над различными подмножествами этой проблемы.
Энергия океанов
Океанами покрыта значительная часть поверхности земного шара, и возможность использования этого огромного неисчерпаемого ресурса могла бы стать отличной альтернативой традиционной углеводородной энергетике. Принцип действия приливных электростанций заключается в следующем. Область прилива делится плотиной на две зоны. Во время прилива и отлива вода перемещается по этим зонам, вращая турбины.
При всех своих преимуществах приливная энергетика имеет ограничения на свое использование. Строительство электростанции в зоне прилива потребует значительных капиталовложений. Для того, чтобы немалые инвестиции смогли окупиться, станция должна вырабатывать большое количество энергии, а значит, расстояние между двумя бассейнами должно быть не менее пяти метров. Это ограничение сразу делает повсеместное строительство электростанций на побережье морей и океанов невозможным, так как по критерию экономической целесообразности строительства на земле насчитается всего лишь порядка 40 мест, где электростанция действительно будет эффективной.
Что выбрать
Давайте разберёмся, какой вариант альтернативной энергии лучше. Солнечные батареи являются наиболее предпочтительным вариантом из-за простоты и экологичности. Однако они не работают в ночное время суток.
Ветрогенераторы хорошо подходят для местностей, где постоянно дуют сильные ветры. Функционируют и днём, и ночью, но если потоки воздуха ослабевают – эффективность становится равна нулю. Наилучшим вариантом является комбинация этих двух устройств. Тогда вы можете быть почти на 100% уверенными, что никогда не останетесь без электричества.
А если вы нуждаетесь в горячем водоснабжении и отоплении, дополните систему дома тепловыми насосами. Они не требовательны в обслуживании, отсутствует необходимость покупать и где-то складировать топливо, как в случае, например, с твердотопливным котлом.
3 место. Геотермальные станции
Альтернативная энергетика неплохо развита и в геотермальном направлении. Геотермальные станции вырабатывают электричество, фактически преобразуя энергию земли, а точнее — тепловую энергию подземных источников.
Существует несколько типов таких электростанций, но во всех случаях они основываются на одинаковом принципе работы: пар из подземного источника поднимается по скважине и вращает турбину, подключенную к электрогенератору. Сегодня распространена практика, когда в подземный резервуар на большую глубину закачивается вода, там она под воздействием высоких температур испаряется и в виде пара под давлением поступает на турбины.
Лучше всего для целей геотермальной энергетики подходят районы с большим количеством гейзеров и открытых термальных источников, которые разогреваются вследствие вулканической активности.
Так, в Калифорнии работает целый геотермальный комплекс под названием «Гейзеры». Он объединяет 22 станции, вырабатывающие 955 МВт. Источник энергии в данном случае – очаг магмы диаметром 13 км на глубине 6,4 км.
Принцип действия и применение солнечных батарей в частном доме
Физическое явление, на котором основан принцип работы этого источника энергии – фотоэффект. Солнечный свет, попадая на её поверхность, высвобождает электроны, что создает избыточный заряд внутри панели. Если подключить к ней аккумулятор, то благодаря зарнице в количестве зарядов в цепи появится ток.
Принцип работы солнечной батареи заключается в фотоэффекте
Конструкции, способные улавливать и преобразовывать энергию солнца, многочисленны, разнообразны и постоянно улучшаются. Для множества народных умельцев совершенствование этих полезных конструкций превратилось в отличное хобби. На тематических выставках такие энтузиасты охотно демонстрируют множество полезных идей.
Чтобы сделать солнечные батареи, необходимо приобрести монокристаллические или поликристаллические фотоэлементы, поместить их в прозрачный каркас, который фиксируют прочным корпусом
Основа солнечной батареи — специальные кристаллы, которые улавливают энергию. В домашних условиях такие элементы изготовить невозможно, их придется приобретать
Кристаллы очень хрупкие, обращаться с ними нужно осторожно. Чтобы сделать солнечную батарею, необходимо:
- Изготовить каркас для солнечных батарей из прозрачного материала, например, оргстекла.
- Сделать корпус из металлического уголка, фанеры и т. п.
- Аккуратно спаять кристаллические элементы в схему.
- Поместить фотоэлементы в каркас.
- Выполнить монтаж корпуса.
Вообще существует два вида фотоэлементов: монокристаллические и поликристаллические. Первые более долговечны и имеют КПД около 13%, а вторые быстрее выходят из строя, их КПД несколько ниже — менее 9%. Однако монокристаллические фотоэлементы хорошо работают лишь при стабильном потоке солнечной энергии, в облачный день их эффективность становится значительно ниже. А вот поликристаллические элементы переносят капризы погоды гораздо лучше.
Полученное электричество можно использовать для питания бытовой техники или же для обогрева помещения при помощи технологии теплого пола. Но энергия солнца пригодна не только для выработки электрической энергии. С помощью солнечной энергии можно нагревать воду. Об этом в следующем разделе статьи. Итак, преимущества этого источника энергии:
- неиссякаемость;
- отсутствие каких-либо отходов или шумов в процессе производства энергии;
- автономность;
- относительно дешевое техническое обслуживание;
- прогрессивность;
Недостатки этой технологии таковы:
- высокая стоимость самих панелей и наладочных работ;
- небольшое загрязнение планеты выбросами при производстве;
- дорогие аккумуляторные батареи;
- низкий КПД панелей, и, как следствие, необходимость их большого количества.
Видео: изготовление солнечной батареи своими руками
https://youtube.com/watch?v=JI8PuvvGvqU
Готовые батареи размещают, разумеется, на самой солнечной стороне крыши. При этом следует предусмотреть возможность регулирования наклона панели. Например, во время снегопадов панели следует размещать практически вертикально, иначе слой снега может помешать работе батарей или даже повредить их.
4 место. Приливные и волновые электростанции
Традиционные гидроэлектростанции работают по следующему принципу:
- Напор воды поступает на турбины.
- Турбины начинают вращаться.
- Вращение передаётся на генераторы, которые вырабатывают электроэнергию.
Строительство ГЭС обходится дороже ТЭС и возможно только в местах с большими запасами энергии воды. Но самая главная проблема – это нанесение вреда экосистемам из-за необходимости строительства плотин.
Приливные электростанции работают по схожему принципу, но используют для выработки энергии силу приливов и отливов.
«Водные» виды альтернативной энергетики включают такое интересное направление, как волновая энергетика. Её суть сводится к генерации электричества посредством использования энергии волн океана, которая гораздо выше приливной. Самой мощной волновой электростанцией на сегодня является Pelamis P-750, которая вырабатывает 2,25 МВт электрической энергии.
Раскачиваясь на волнах, эти огромные конвекторы («змеи») изгибаются, вследствие чего внутри приходят в движение гидравлические поршни. Они прокачивают масло через гидравлические двигатели, которые в свою очередь вращают электрогенераторы. Полученное электричество доставляется на берег через кабель, который проложен по дну. В перспективе количество конвекторов будет многократно увеличено и станция сможет вырабатывать до 21 МВт.
Гидроэнергетика
К возобновляемым источникам энергии относятся широко распространенные гидроэлектростанции. На этих объектах используется потенциальная энергия водных потоков.
Традиционные гидроэлектростанции
Возводят гидроэлектростанции, как правило, на реках. Для создания необходимого давления воды создают мощные плотины и объемные хранилища воды. Как разновидность, используют бесплотинные ГЭС.
Данным объектам (ГЭС) гидроэнергетики присущи следующие особенности.
Положительные:
- высокий КПД при сравнительно малых экономических затратах на строительство и дальнейшую эксплуатацию станции, отсюда низкая себестоимость электроэнергии;
- отсутствуют вредные выбросы в атмосферу;
- водохранилище как фактор, улучшающий микроклимат в районе ГЭС;
- возможность разведения рыб;
- предотвращает появление паводков, используется для орошения сельхозугодий, технического применения на заводах;
- обладают механизмом регулирования потребления энергии.
Отрицательные:
- водохранилища затопляют обширные территории, занимают земли, пригодные для сельского хозяйства;
- перекрытие рек существенно меняет условия для обитания ценных видов проходных рыб, многие из которых исчезают из облюбованных ранее водоемов.
Гидроэлектростанции, как возобновляемые источники энергии, эффективны для поставки электроэнергии в горные участки. Они имеются в Швейцарии, на территории России. В мировом объеме поставляемой энергии доля гидроресурсов составляет около трех процентов. В Канаде, Исландии и Китае основную часть электроэнергии вырабатывают именно гидростанции.
Красноярская гидроэлектростанция
В России строительство гидроэлектростанций всегда считалось выгодным направлением. В наши дни гидростанции вырабатывают 6 процентов электроэнергии страны. Площади крупнейших водохранилищ ГЭС составляют тысячи квадратных километров. В пример можно привести размеры Самарского водохранилища, площадь которого превышает 6400 км2.
Приливные электростанции
Особой разновидностью гидроэнергетики являются приливные электростанции, работающие на основе использования энергии приливов и отливов. Они возводятся на побережьях, где под воздействием гравитационных сил Солнца и Луны ежедневно меняется уровень воды морских и речных водоемов. Залив или устье реки перегораживают дамбой. Встроенный в неё гидроагрегат с огромными лопастями и преобразует силу прибоя в электроэнергию.
Так устроена приливная гидроэлектростанция
Такая форма получения энергии из неисчерпаемого источника очень экологична, имеет малую себестоимость. Однако само строительство требует больших вложений. Кроме того, перепады в мощности не позволяют поставлять электроэнергию в постоянном режиме. Тем не менее, станции ПЭС ценят за высокую эффективность и малое влияние на экологию. Их строительство продолжается во многих странах.
Волновые электростанции
Энергия волн представляет собой огромный потенциал. Удельную мощность морских и океанских волновых колебаний оценивают гораздо выше солнечной и ветровой. Специалисты подсчитали, что мощность волн мирового океана равна примерно 30 процентам всей потребляемой электроэнергии на Земле.
Волновая гидроэлектростанция Oyster в Шотландской прибрежной зоне мощностью 600 кВт
Работа волновых электростанций построена на превращении потенциальной энергии волн в электрическую. Выбор места строительства подобных объектов получения электричества обусловлен особенностями региона, наличием крупных водоемов и сильных ветров.
Гидроэнергетика будущего
Гидроэнергетика не стоит на месте. Постоянно придумываются новые специфические виды использования силы мирового океана. К примеру, в данный момент разрабатываются технологии использования в энергетике морских течений и разницы температур на различных глубинах.
Океанские и морские течения (Куросио, Гольфстрима и т.п.) также обладают определенной энергетической силой, потенциал которой на практике пока не оценен. Но ученые и проектировщики считают возведение гидростанций, использующих энергию водных течений, перспективном направлением в морской энергетике. Согласно технологии, применяют специальные преобразователи в виде объемных и водяных насосов.
Роторная система Seagen, расположенная у побережья Ирландии, преобразует энергию течений в электроэнергию
Электроэнергию можно получать, используя разницу температур поверхности и глубинных слоев моря или океана. Разность на глубине 400 м и верхнего слоя воды составляет 12 градусов. В данный момент уже существуют экспериментальные системы преобразования разницы температур в электричество, основанные на пьезоэффекте.
Солнечная энергетика
Рост мощности солнечной энергетики в мире
Существуют две основные разновидности солнечных электростанций. На станциях первого типа (гелиоконцентраторы) вода нагревается светом, который концентрируется с помощью системы управляемых зеркал. Эти станции достаточно сложны в конструкции. Станции второго типа представляют батарею фотоэлементов. Стоимость фотоэлементов достаточно высока, а КПД не превышает 20 %. Однако такая станция не только проста в конструкции, но в чистой атмосфере, например в горах, практически не требует обслуживания. Сегодня стоимость энергии фотоэлектрических станций существенно ниже, чем гелиоконцентраторов, и продолжает снижаться. Поэтому фотоэлектрические станции занимают доминирующее положение по количеству произведённой энергии и на рынке. Они широко используются и для промышленного производства, и в домохозяйствах.
Недостатками солнечной энергетики по сравнению с ветроэнергетикой являются:
- Жёсткая зависимость вырабатываемой мощности от времени суток..
- Жесткая сезонность в не тропической зоне.
- Нерентабельность в высоких широтах.
- Значительная площадь электростанции.
- Необходимость периодической очистки фотоэлементов.
В связи с этими недостатками, существенными для развития отрасли в отдельно взятой европейской стране, установленные мощности солнечной энергетики сегодня уступают установленным мощностям ветроэнергетики. Стабильность выработки солнечной энергии в качестве основной во все сезоны теоретически могут обеспечить Саудовская Аравия или Египет, но не европейские страны. И даже африканским странам придётся решать проблему ночного энергоснабжения с помощью энергонакопителей.
Тем не менее, солнечная энергетика сегодня также развивается по экспоненте, а её потенциал глобально практически неисчерпаем уже на уровне современных технологий.
Гипотетические возможности
Теоретически покрытие относительно совсем небольшой площади пустынь северной и южной Африки, Америки, Австралии и Азии современными фотоэлементами и объединение этих электростанций в мировую сеть может в избытке обеспечить человечество чистой и, в силу глобальности, стабильной энергией. Для реализации проекта необходимо решение всего двух проблем, одной технической и одной политической. Во-первых, надо обеспечить доставку этой энергии ко всем местам её потребления. Во-вторых, необходимо одно мировое правительство для всего человечества.
Необычные источники альтернативной энергии
Современные технологии получения альтернативной энергии очень быстро развиваются. Появляются новые системы, оборудование и методики получения или создания источников энергии. Вот только некоторые такие источники, которые используются уже сейчас.
- Солнечные батареи в виде окна. Панели, перерабатывающие энергию солнца, сейчас представляют наиболее популярный метод получения альтернативной энергии. Изначально подобные системы можно было устанавливать только на крыше или на специальных площадках. Однако сейчас появилось новое поколение панелей, которые можно размешать в оконном проеме. Такие батареи обладают высокой прозрачностью. Поэтому их крепят прямо на стекло. Это надежный способ получения дополнительной энергии для офиса или частного дома.
- Ветряк на прицепе. Недавно известный производитель ветровых систем компания Uprise разработала новый тип турбины. Это устройство обладает высокой эффективностью и при этом имеет компактные (как для ветряка) размеры. Новая турбина устанавливается в прицеп автомобиля. Это делает систему мобильной. Ее можно легко перевозить и устанавливать в районах, где есть проблемы с электричеством. Сейчас такое оборудование часто покупают владельцы домов на колесах.
- Энергия с помощью воздушного змея. Это еще одна разработка, которая позволяет человеку получать тепло и электричество в отдаленных местах. Система использует летательные аппараты, которые поднимаются на высоту и здесь при помощи турбин перерабатывают силу ветра в электричество. Плюс такой системы автономность и надежность. Особенно полезной эта методика будет для удаленных населенных пунктов или для автономных лагерей.
От солнца и к солнцу
Впрочем, не всегда фантазия писателей улетает в сказочные дали: иногда фантасты обдумывают перспективы «настоящей» альтернативной энергетики. Как известно, солнечная энергетика страдает прежде всего от не очень высокого КПД солнечных батарей, и в романе Урсулы Ле Гуин «Новая Атлантида» изобретается некая «солнечная ловушка», которую сделать легче, чем самый примитивный конденсатор, и которая позволяет за десять минут при солнечной погоде собрать столько энергии, что ее хватит для полного обслуживания многоквартирного дома в течение двадцати четырех часов.
Заметим, что без таких фантастических «ловушек» вряд ли могли бы обойтись во вселенной игр BattleTech, где на солнечной энергии летают космические корабли.
Трудно сказать, как именно можно летать в космосе на солнечных батареях, хотя один вполне реальный способ есть. Как известно, солнечный свет оказывает на предметы очень слабое, но вполне материальное давление; отсюда родилась идея солнечного паруса: в космосе, где вес предметов благодаря невесомости минимален, возможен космический корабль с блестящим парусом большой площади; отражаясь от поверхности паруса, солнечный свет будет гнать корабль от солнца. В 1960-х годах Артур Кларк изобразил масштабную «регату» космических парусников в своем рассказе «Солнечный ветер», а в следующем десятилетии уже начались реальные испытания подобных парусов на орбите. В 2010 году Япония запустила парусник Ikaros к Венере.
Вообще, глобальные перспективы солнечной энергетики, видимо, находятся в космосе. Поскольку атмосфера рассеивает солнечные лучи, солнечные батареи хорошо бы установить на околоземной орбите, а то и на Луне. Здесь — тот случай, когда в роли фантастов многие десятилетия выступали ученые, обогнав, собственно, писателей. Впервые в конце 1960-х годов концепцию орбитальной энергетики выдвинул американский инженер чешского происхождения Питер Глейзер. Перед самым распадом СССР аналогичную концепцию разработали советские ученые из центра им. Келдыша. Впрочем, дальше некоторых предварительных испытаний все эти проекты пока не двинулись; но если говорить об испытаниях, нельзя не упомянуть проект Роскосмоса «Знамя», предполагающий выведение на орбиту огромных зеркал, освещающих Землю солнечным светом ярче Луны. В 1993 году такое зеркало отбросило на Европу «зайчик» 8-километровой ширины.
Во всех этих проектах возникает проблема беспроводной передачи энергии на Землю. О подобных опытах Николы Теслы ходят легенды. Но реальностью уже являются так называемые пассивные RFID-метки: чипы без источников энергии, которые хранят информацию и начинают передавать ее после воздействия радиоволн ридеров. Портфельная компания РОСНАНО «РСТ-Инвент» с помощью таких ридеров-ворот способна в один момент считать информацию о целой партии товаров, снабженных электронными метками. А чипы для энергонезависимой памяти первым в России скоро будет делать другой роснановский проект — компания «Крокус Наноэлектроника».
Ну а вероятным высшим этапом развития солнечной энергетики должны стать так называемые «Сферы Дайсона». Астрофизик Фримен Дайсон предсказывал, что в конце концов любая цивилизация должна «запереть» свое светило в непрозрачную сферу, построив вокруг звезды сферическую солнечную батарею, и таким образом использовать всю излучаемую звездой энергию. Чтобы построить такую «стену вокруг Солнца» в нашей звездной системе, Дайсон предлагал использовать материал планеты Юпитер.
Большая стройка на орбите потребует перемещения огромного количества грузов. Здесь возникает любимая многими фантастами и инженерами тема космического лифта как эффективного космического транспорта. Безальтернативным материалом для его построения видятся те же одностенные углеродные нанотрубки OCSiAl — по сочетанию прочности и легкости у них нет аналогов.
Ну а пока мы не можем распилить Юпитер, человечеству, видимо, остается в ожидании истощения залежей нефти увеличивать эффективность своих солнечных и ветровых энергоустановок. В России эти две отрасли созданы благодаря участию РОСНАНО: завод «Хевел» в Чувашии выпускает солнечные панели, которые входят в топ-5 по энергоэффективности в мире, а сразу три завода в Нижнем Новгороде, Ульяновске и Таганроге выпускают гондолы, лопасти и башни для созданного вместе с компанией «Фортум» Фонда развития ветроэнергетики, занимающегося строительством ветровых станций. О перспективах использования в России возобновляемых источников энергии недавно вышел большой учебник под редакцией Анатолия Чубайса.
Альтернативные источники энергии в России
В России в разных регионах интегрируется практическое использования следующих альтернативных источников энергии:
- Солнечная энергия. Самая большая трудность – это законодательное и финансовое обеспечение станций, собирающих солнечную энергию. Наибольший потенциал такого способа получения энергии сосредоточен в южных регионах, а также на севере – в Якутии и Магаданской области.
- Гидроэнергетика. ГЭС после АЭС занимают 2 место по способам производства электроэнергии, и перспективы у этого метода достаточно большие.
- Геотермальная энергетика. Геотермальные ресурсы России в 10 раз богаче, чем залежи нереализованного угля. Самый перспективный край – Камчатка, где на глубине чуть больше 3 км заложен пар температурой 200 градусов. Большим потенциалом также обладает Кавказ и Краснодарский край.
- Биогаз. Активно развивающаяся отрасль энергетики, востребованная в России. Есть даже предприятия, которые начали производство установок.
- Приливная энергетика. Наиболее перспективны города, расположенные на побережье.
- Ветроэнергетика. На территории России ветрогенные установки используются со времен СССР: на территории Калининграда, в заполярье, Башкортостане и Чувашии. Потенциал у этого метода в РФ обширен, поэтому ветроэнергетика активно развивается.
Альтернативные источники энергии – один из вопросов сохранения окружающей среды и ресурсов планеты, который изучается тысячами специалистов. Каждый день ищутся новые решения и разрабатываются методы для получения энергии из ветра, солнца, воды. Но сфера изучена недостаточно и многие задачи только предстоит решить.
Мне нравится1Не нравится
Киты, пальмы и черные дыры
В решении проблемы «энергопитания» фантазия литераторов, как и термоядерная реакция, бывает неуправляемой. Иногда, чтобы удивить читателей, они придумывают что-то совсем архаичное, антинаучное и причудливое. Например, в романе американской писательницы Кейдж Бейкер «Наковальня мира» маслом из китов пользуется вместо солярки (впрочем, китовый жир когда-то действительно использовали для освещения). У ее российского коллеги Павла Корнева в цикле «Приграничье» бензин делают не из китов, а из масла местной пальмы, что, в принципе, соответствует трендам современной биоэнергетики.
Но, согласимся, пальмы и киты — слишком приземленно. Нужен размах! Его мы находим в романе классика научной фантастики Айзека Азимова «Сами боги», где удается наладить переток энергии из параллельной вселенной с несколько иными физическими законами. Однако переход мог привести к «смазыванию» физических констант в обоих мирах и катастрофе. К счастью, был найден третий мир, из которого стали качать энергию два первых.
Другая, не менее потрясающая идея, — так называемый «сингулярный» или «коллапсарный» реактор, работающий на микроскопических черных дырах. В фантастике эта идея появилась после того, как известный физик Стивен Хокинг выдвинул свою теорию черных дыр, которая в числе прочего предполагала эффект так называемого «испарения черной дыры»: фактически черная дыра превращает материю в энергию. Разумеется, пока идея реактора — лишь фантастика, науке неизвестно, как создавать и удерживать микроскопические черные дыры, но это не мешает упоминать такие реакторы во множестве фантастических сериалов и видеоигр, включая «Звездные войны», «Вавилон-5», «Звездные врата», «Звездный путь» и т.д. Если верить научно-популярной литературе, микроскопические черные дыры возникают при работе адронного коллайдера (проект ЦЕРН); может быть, это еще один шаг в сторону «Звездного пути»?
Никола Тесла и электрическая вселенная против предположений Эйнштейна
Эйнштейн предположил и в конце концов, в некоторой степени доказал, что гравитация — это искривление в измеримой реальности. Он назвал ее «пространство — время». Когда вы добавляете время к координатам длины, ширины, и высоты вы получаете пространство — время.
Рассмотрим пространство — время как матерчатую ткань. Когда масса или объект достаточно велики, это может привести к деформации ткани. Подумайте, что происходит, когда вы поднимаете колени под одеялом. Они скручивают одеяло. Вы можете видеть, что ваши колени (масса) создали изгиб или полость. Эта структура искривления (загиб, полость) и есть гравитация. Это всё конечно гораздо сложнее, но это даёт нам основу, чтобы понять красоту и проблемы, стоящие за теорией электрической Вселенной.
Чтобы лучше понять теорию электрической Вселенной, давайте начнем с нескольких определений:
Атомы.
- Атомы являются основной единицей химического элемента. Они состоят из крошечных субатомных частиц, включая протоны, нейтроны и электроны.
- Атомы окружены одним или несколькими отрицательными электронами. Электроны немного похожи на не связанных партнеров и их можно легко отделить от атомов — хозяев. Когда испускаются электроны, может произойти всё что угодно. Например, северное сияние рождается из этих типов «течений», формируя разноцветные волны, чтобы сиять на небе. Эти всплески и волны, являются формами плазменных нитей.
Изображение атомов.
Плазма.
- Плазма является наиболее распространенной, одной из четырёх основных состояний материи. Другие крупные игроки, это твердые тела, жидкости и газы.
- Плазма образуется, когда ионизированные газы становятся электропроводными. То есть через них может протекать электрический ток.
- Огонь и молния — это формы плазмы. Именно так звёзды и галактики получают свою силу. Потоки втекают в звезды и питают их, как электричество лампочки. Они также могут вызывать рождение планет. Вы можете видеть остатки этих энергетических вливаний в виде кратеров по всей нашей галактике.
Плазменная нить.
- Когда заряженные частицы движутся по всей плазме, вокруг электрического тока могут образовываться кольца магнитных полей. Это называется плазменной нитью.
- Взаимосвязанные и идеально сплетенные плазменные нити тянутся на миллиарды и миллиарды световых лет. Они создают безмолвное равновесие, присущее физической вселенной.
- Когда ток течёт через плазменные нити, он генерирует разноцветные усики света. Именно здесь появляется Никола Тесла (1856 — 1943). Он изобрёл плазменный шар.
Электрический плазменный шар. Малиновый цвет — плазма.
Энергетика ждет стартапы
Энергетические компании сейчас полностью вовлечены в разработку своих подходов к отбору и внедрению инновационных решений, предлагаемых стартапами. Так, в октябре 2017 года мы открыли свой инновационный хаб в «Сколково» для продвижения разработок в энергетической отрасли, а также для взаимодействия со стартапами. Мы начали сотрудничать со стартапом GeoScan, предложившим использовать искусственный интеллект для автономного пилотирования дронов при осмотре дымоходов электростанции. Это решение интересно тем, что задействует квадрокоптеры, которые выполняют осмотр дымоходов на высоте до 320 метров без участия промышленных альпинистов.
Сегодня стартапы в области энергетики проходят через то, через что в свое время прошла IT-индустрия в 1980-х: тогда люди, занимавшиеся разработками в этой сфере, не могли знать, станут ли их решения основой цифровой трансформации начала 2000-х. Глобальные изменения в энергетике неизбежны и крайне необходимы, поэтому шанс внести свой вклад есть у каждого из нас здесь и сейчас.
Материалы по теме:
Тепловые насосы
Их правильнее назвать альтернативным источником тепла. Предназначены для организации отопления и горячего водоснабжения дома. Потребляют электричество, поэтому их необходимо использовать в комбинации с другими видами альтернативной энергии.
Принцип действия основывается на способности таких веществ, как фреон, закипать при низких температурах. Когда оно переходит в газообразное состояние, выделяется тепловая энергия. Установка состоит из внешнего и внутреннего контуров, а также контура насоса. Внешний закапывается под землю или опускается на дно водоёма.
Циркулирующий по нему фреон нагревается под воздействием окружающей среды, в контуре насоса под большим давлением переходит в газообразное состояние, в результате чего температура поднимается до 70 С°. Внутренний разносит нагретый в насосе теплоноситель по дому.
Зачем переводить авиацию на электричество
Очевидная причина повышенного спроса на электрификацию — экология. По данным Международной ассоциации воздушного транспорта IATA, на долю коммерческой авиации приходится около 2–3% выбросов углекислого газа. Причем за один короткий перелет, например из Лондона в Рим, образуется 234 кг углекислого газа на одного человека — больше, чем производят граждане некоторых стран за целый год.
Переход на электричество поможет решить экологические и другие проблемы современной авиации.
Сокращение количества выбросов в атмосферу
«Полностью электрический самолет» не создает выхлопа. Но его пока абсолютно экологичными, так как производство аккумуляторов загрязняет окружающую среду, а из-за структуры и химического состава их сложно утилизировать.
Авиакомпания Airbus представила проект развития авиации будущего «Умное небо». По ее прогнозам, к 2050 году будут распространены самолеты с гибридными силовыми установками и электродвигателями. Аэропорты откажутся от двигателей внутреннего сгорания даже на земле: беспилотные электротягачи будут доставлять самолеты на взлетно-посадочную полосу и обратно. Все это поможет снизить количество выбросов в атмосферу.
В Швеции начали разработку полностью электрического самолета
Снижение затрат на топливо
Именно эта перспектива мотивирует многие крупные авиакомпании вкладывать средства в разработку электросамолетов. Расходы на топливо составляют до 30% их затрат и значительно влияют на прибыль.
В 2020 году электросамолет компаний MagniX и AeroTEC Cessna 208B совершил успешный 30-минутный полет. Исполнительный директор Рой Ганзарски отметил, что цена полета составила всего $6. А если бы они использовали обычное моторное топливо, полет обошелся бы в $300-400.
По словам главы ЦИАМ Михаила Гордина, применение гибридных силовых установок позволит в будущем уменьшить расход топлива на 70%.
Снижение количества шума
Электрические и гибридные летательные аппараты гораздо тише обычных с ДВС. Например, вертолет на высоте 500 м создает звук в 60 дБ, который по громкости можно сравнить с проезжающим мимо мотоциклом. А электросамолет Heaviside (разработка компании Kitty Hawk) во время полета на той же высоте создает звук в 38 дБ — примерно тот же уровень громкости, что и во время разговора людей.
В результате переход авиации на электричество позволит бороться с шумовым загрязнением и строить аэропорты ближе к черте города.
Шум в городе: оглушит ли нас выход из самоизоляции?
Снижение затрат на эксплуатацию
Электрические двигатели устроены проще двигателей внутреннего сгорания. У них меньше движущихся и соприкасающихся частей, а значит, они менее подвержены износу. Специалисты авиационной промышленности предполагают, что электрические самолеты будут реже нуждаться в техобслуживании, что снизит эксплуатационные расходы.
Концепция электрической вселенной Николы Тесла открывает путь к свободной энергии
Мы также можем предположить, что у исследований и прикладных технологий Эйнштейна, могут быть пределы
Важно учитывать, что отвержение других концепций происходит только потому, что теория Эйнштейна принята во всем мире. Это вовсе не означает, что она на 100% правильна
Возможно, в каждой теории есть нюансы, которые ещё предстоит доказать.
Полный объём элементов и истин вселенной ещё предстоит раскрыть. По крайней мере, мы должны оставаться открытыми для новых, потенциально замечательных открытий, в том числе электрической вселенной.
Препоны со стороны мирового правительства на пути свободной энергии Николы Тесла
- «JP Morgan» положил конец башне Уорденклиффа Теслы. В страхе, что её беспроводная энергетическая технология, помешает росту и прибыли компаний, которые финансировал Морган, включая «General Electric».
- Эдгар Гувер захватил все работы Теслы после смерти «невоспетого героя» и вёл запрет на их оглашение. Он и мировое правительство опасались, что это может вдохновить революцию в энергетической и экономической инфраструктуре страны, отдав власть, прибыль и влияние в руки граждан, а не корпоративных образований.
- Сотни патентов были классифицированы «как угроза мировому порядку» правительством США за последние 50 лет. Всё это напрямую относится к заговору элит. Они не хотят чтобы люди были наделены полномочиями, они хотят, чтобы люди были зависимы от них.
