Случайные вибрации и «деревья» - электростанции
Команда американских ученых из университета штата Огайо предлагает использовать сейсмические колебания земной поверхности, вибрацию мостов и высотных сооружений для выработки электроэнергии. Собирать ее предполагается с помощью небольших электромеханических устройств, напоминающих крошечные деревья.
Идеи о том, как собирать и аккумулировать окружающую нас энергию витает в воздухе последние 100 - 200 лет. Однако в подавляющем большинстве случаев речь все-таки шла об энергии солнца, ветра или воды. Преобразование кинетической колебательной энергии - это довольно интересная и свежая мысль. Хотя, если вдуматься, потенциал для реализации этой идеи просто огромен: высотные здания раскачиваются на ветру (причем, амплитуда отклонений небоскребов может составлять несколько метров), мосты вибрируют от движения по ним людей, автомобилей или железнодорожного транспорта, из-за несовершенств дорожного полотна в постоянном колебательном режиме находятся подвески автомобилей. Одним словом, источников кинетической энергии, которую вполне можно было бы трансформировать в электрическую, очень много. Однако на них до последнего времени практически никто не обращал никакого внимания, что совершенно не заслужено.
Понятно, что мощность энергетических установок, «питающихся» колебательными движениями, будет относительно невысокой и говорить об обеспечении работы сколько-нибудь серьезных потребителей в этом случае не приходится. Тем не менее, они вполне в состоянии перевести на режим полной энергонезависимости системы датчиков низкого напряжения (они в большом количестве присутствуют в высотных зданиях, построенных в районах с высокой сейсмической активностью), сигнализации, активируемые во время мероприятий ГО и ЧС, резервное освещение и т.д.
Команда американских ученых из университета штата Огайо уже создала несколько электромеханических прототипов, переводящих колебательную энергию в электрическую. Это конструкции, состоящие из «ствола» и «ветви» (в принципе, их количество может составлять несколько единиц), соединенных между собой полосой поливинилиденфторида (этот материал как раз и преобразует механическую энергию в электрическую).
К подобной форме модели исследователи пришли путем кропотливого математического моделирования, в ходе которого удалось установить, что именно древовидные структуры в состоянии за счет внутреннего резонанса обеспечить колебания с постоянной частотой, не смотря на нелинейность внешнего воздействия. Ведь именно это условие является залогом стабильной генерации электроэнергии, которая в дальнейшем может быть аккумулирована и использована привычными способами.
На физических испытаниях модель закрепили на платформе, которую перемещали вперед-назад на высоких частотах. Устройство реагировало на такие воздействия колебаниями с невысокой амплитудой, едва заметной для глаза. Регистрируемое напряжение не превысило 1 вольта. Но после того, как в движение платформы добавили случайным образом генерируемые помехи, произошло то, на что и рассчитывали американские ученые. «Электрическое дерево» продемонстрировало то, что исследователи в дальнейшем назвали «эффектом насыщения».
Его суть заключается в том, что в определенный момент энергия высокочастотных колебаний трансформируется в низкочастотную. В этот момент «дерево» качалось вперед - назад (и ствол, и ветка), которые при этом синхронно вибрировали. Эти движения позволили снять с модели напряжение в 2 вольта, что доказало работоспособность концепции в целом.
Эффект «насыщения» оказался очень устойчивым и проявлялся в не зависимости от того, какое количество помех вводили в движение платформы ученые (ранее это не было известно ученым). Соответственно, производство электроэнергии так же было равномерным и очень надежным. Таким образом, мощность таких «электростанций» можно варьировать либо увеличением или уменьшением количества «ветвей» на «стволах», либо числом самих электрических деревьев.
Источник: http://rodovid.me/solar_power/sluchaynye-vibracii-i-derevya-elektrostancii.html
Идеи о том, как собирать и аккумулировать окружающую нас энергию витает в воздухе последние 100 - 200 лет. Однако в подавляющем большинстве случаев речь все-таки шла об энергии солнца, ветра или воды. Преобразование кинетической колебательной энергии - это довольно интересная и свежая мысль. Хотя, если вдуматься, потенциал для реализации этой идеи просто огромен: высотные здания раскачиваются на ветру (причем, амплитуда отклонений небоскребов может составлять несколько метров), мосты вибрируют от движения по ним людей, автомобилей или железнодорожного транспорта, из-за несовершенств дорожного полотна в постоянном колебательном режиме находятся подвески автомобилей. Одним словом, источников кинетической энергии, которую вполне можно было бы трансформировать в электрическую, очень много. Однако на них до последнего времени практически никто не обращал никакого внимания, что совершенно не заслужено.
Понятно, что мощность энергетических установок, «питающихся» колебательными движениями, будет относительно невысокой и говорить об обеспечении работы сколько-нибудь серьезных потребителей в этом случае не приходится. Тем не менее, они вполне в состоянии перевести на режим полной энергонезависимости системы датчиков низкого напряжения (они в большом количестве присутствуют в высотных зданиях, построенных в районах с высокой сейсмической активностью), сигнализации, активируемые во время мероприятий ГО и ЧС, резервное освещение и т.д.
Команда американских ученых из университета штата Огайо уже создала несколько электромеханических прототипов, переводящих колебательную энергию в электрическую. Это конструкции, состоящие из «ствола» и «ветви» (в принципе, их количество может составлять несколько единиц), соединенных между собой полосой поливинилиденфторида (этот материал как раз и преобразует механическую энергию в электрическую).
К подобной форме модели исследователи пришли путем кропотливого математического моделирования, в ходе которого удалось установить, что именно древовидные структуры в состоянии за счет внутреннего резонанса обеспечить колебания с постоянной частотой, не смотря на нелинейность внешнего воздействия. Ведь именно это условие является залогом стабильной генерации электроэнергии, которая в дальнейшем может быть аккумулирована и использована привычными способами.
На физических испытаниях модель закрепили на платформе, которую перемещали вперед-назад на высоких частотах. Устройство реагировало на такие воздействия колебаниями с невысокой амплитудой, едва заметной для глаза. Регистрируемое напряжение не превысило 1 вольта. Но после того, как в движение платформы добавили случайным образом генерируемые помехи, произошло то, на что и рассчитывали американские ученые. «Электрическое дерево» продемонстрировало то, что исследователи в дальнейшем назвали «эффектом насыщения».
Его суть заключается в том, что в определенный момент энергия высокочастотных колебаний трансформируется в низкочастотную. В этот момент «дерево» качалось вперед - назад (и ствол, и ветка), которые при этом синхронно вибрировали. Эти движения позволили снять с модели напряжение в 2 вольта, что доказало работоспособность концепции в целом.
Эффект «насыщения» оказался очень устойчивым и проявлялся в не зависимости от того, какое количество помех вводили в движение платформы ученые (ранее это не было известно ученым). Соответственно, производство электроэнергии так же было равномерным и очень надежным. Таким образом, мощность таких «электростанций» можно варьировать либо увеличением или уменьшением количества «ветвей» на «стволах», либо числом самих электрических деревьев.
Источник: http://rodovid.me/solar_power/sluchaynye-vibracii-i-derevya-elektrostancii.html