Электричество из земли — зеленая энергрия и plant-e

Действительно зеленое электричество

В погоне за альтернативными источниками энергии ученые не обошли стороной и царство растений. Разумеется, речь идет о гораздо более продвинутых технологиях, чем «классическое» извлечение электроэнергии из картофелины или апельсина с помощью воткнутых в них электродов.

Целая область науки ищет, чем бы заполнить новую страницу в истории взаимоотношений человека и зеленых легких планеты.

Подробнее об этом, а также о развиваемом в России проекте «Green Spark», который уже дает энергию из биофотогальванических ячеек, можно будет узнать 19 мая на фестивале «Политех».

Как зарядиться от картошки

По интернету давно бродят фото- и видеоизображения горящих лампочек, присоединенных к картофелине (апельсину, лимону, яблоку). Также в сети полно инструкций, как в домашних условиях изготовить картошкобатарейку.

Достаточно взять картофелину, медный и оцинкованный электроды (гвозди, например), соединительные провода и светодиодную лампочку для демонстрации электрического эффекта.

В один бок корнеплода (или фрукта) втыкаем цинковый электрод, затем соединяем его с лампочкой, другой полюс лампочки соединяем с медным электродом, который втыкаем в ту же картофелину, но с другого бока.

Все эти действия рациональны и химически объяснимы: кислая среда внутри растительного источника создает необходимое количество свободных протонов (H+).

В свою очередь, поток протонов от анода к катоду, как положено в батарейках, создает электродвижущую силу и замыкает цепь. Катод делается из менее активного металла (цинк против меди). А в качестве активной среды подойдет даже лист или стебель — любая, даже слабокислотная, часть растения.

Важный вопрос: насколько такие аккумуляторы эффективны? (И не полезнее ли будет их употреблять в классическом виде — в пищу?) Для ответа на него есть много экспериментальных демонстраций, которые позволяют рассчитать: чтобы зарядить смартфон, понадобится около 50 килограммов картофеля. Безусловно, конкретные характеристики растительного аккумулятора зависят от многих факторов — кислотности источника энергии (так, лимон явно кислее картофеля), свежести образца и даже кислотности почвы, в которой он вырос. Прибавим сюда качество гвоздей, сплавов, которыми эти гвозди покрыты и так далее. Но, как ни подбирай ингредиенты, явным недостатком вегетарианской подзарядки будет ее невысокая эффективность при большой отходности. Что картофелина, что лимон работать будут недолго, их придется часто менять, и пока зарядится смартфон, не один мешок опустеет.

Так что этот способ — скорее забавная шутка или фантазия для постапокалиптического сценария, чем надежда для удаленных и лишенных промышленных электростанций уголков Земли.

Зеленый лист — солнечная батарея мечты

Солнечная батарея — один из самых популярных экологичных энергетических девайсов. В ее основе лежит красивая идея — взять солнечную энергию, которая и так греет планету, и извлечь из нее электроэнергию без всяких побочных эффектов.

Однако у этих устройств, несмотря на то, что они изобретены уже давно и с тех пор постоянно совершенствуются, есть ряд существенных недостатков.

Главные из них — низкая эффективность (лишь некоторые коммерческие образцы обладают КПД на уровне 20 процентов) и ограниченная функциональность (работают, только пока светит солнце).

Растения — те же солнечные батареи, просто естественные. В процессе фотосинтеза молекулы пигментов, находящиеся в мембранах тилакоидов, поглощают энергию солнечного света и преобразуют ее в энергию химических соединений.

Физически при поглощении кванта света определенной частоты электрон в молекуле пигмента переходит из основного состояния в возбужденное, то есть на более высокий энергетический уровень.

«Разрядка» возбужденного состояния молекулы хлорофилла может происходить в виде выделения тепла или в флуоресценции, кроме того энергия возбужденного состояния может передаваться соседней молекуле пигмента или расходоваться на фотохимические процессы.

Более 90 процентов хлорофилла хлоропластов входит в состав светособирающих комплексов — своеобразных антенн, переносящих энергию возбуждения к реакционным центрам первой и второй фотосистемы для последующего первичного разделения зарядов.

В этих же фотосистемах сперва происходят окислительно-восстановительные превращения хлорофилла, а затем — фиксация энергии света в химическую энергию.

Кислород удаляется во внешнюю среду, а протоны приводя к тому, что мембрана тилакоида с одной стороны заряжается положительно за счет H+, с другой стороны — отрицательно за счет электронов. Далее процесс продолжается и завершается уже в без участия солнечного света синтезом органики из фиксированного из атмосферы углекислого газа.

Инженеры с завистью смотрят на зеленые листья и думают, как бы им подключиться к этому мембранному конденсатору.

Ведь фотосистемы растительных пигментов используют солнечную энергию с очень большой эффективностью (если считать в поглощенных фотонах на вырабатываемый электрон).

Некоторые даже утверждают, что нашли путь к хакингу фотосинтеза и уводу электронов прямо из-под носа у реакционных центров.

Биотехнический симбиоз

К счастью, растения помогают добыть электричество и другими способами, которые гораздо проще поддаются перепрофилированию в сторону удовлетворения потребностей цивилизации.

В последние годы популярным направлением развития «зеленых» гальванических элементов стали так называемые топливные ячейки «бактерия + растение» (plant-microbial fuel cells, PMFCs).

В отличие от батареек на картошке, такой тип растительных источников энергии, теоретически, является самообновляемым: все, что ему нужно для функционирования и генерации, — это солнечный свет, углекислый газ, вода и подходящие растения.

Прообразом подобной концепции был некоторый гальванический контейнер, в котором под воздействием бактерий в осадочном грунте (например, в иле на дне водоемов) расщеплялась содержащаяся в нем органика (Microbial fuel cells, MFCs). Такой осадочный реактор в комплекте с электродами играет роль анода, катод при этом погружен в воду. Как и в стандартной «батарейке», положительные ионы движутся от анода к катоду, замыкая цепь.

Биофотогальваника

Вышеописанную систему удалось усовершенствовать, пересадив в илистый реактор водные растения, — именно этот апгрейд позволяет инженерам надеяться на самовоспроизводимость источника питания.

Растения, поглощая солнечную энергию и углекислый газ, в процессе фотосинтеза генерируют органические вещества, часть из которых попадает в почву.

Симбиотические бактерии, живущие вблизи корней, расщепляют эту органику, выделяя электроны в качестве побочного продукта. Эти электроны могут быть захвачены анодом.

Эффективность биофотогальванических систем зависит от многих факторов. Это и количество выделяемой в почву органики, и доступность этой органики для микроорганизмов, и эффективность «сбора» электронов фотогальванической системой.

Поэтому наиболее перспективный пункт — повышение эффективности захвата электронов.

Microbial fuel cells, MFCsPlant–microbial fuel cells, PMFCsНо и тут инженеров и дизайнеров ожидает много сложностей. Например, более «легкая», с точки зрения расщепления бактериями, органика (глюкоза, аминокислоты), с одной стороны, могла бы привести к повышению эффективности выделения электронов. Однако это улучшение реализуется только в модельных системах, в реальной жизни в контейнере быстро заводятся бактерии, перерабатывающие простую органику без всякого выделения электронов. А ведь ученые хотели бы использовать в качестве фотогальванических ячеек не только лабораторные сосуды, но и реальные системы с подходящими свойствами — например, неиспользуемые рисовые поля (paddies).

Или, например, переход от MFCs к PMFCs дал надежду на самовоспроизводимость системы, но привел к нежелательному эффекту: растения, помимо постоянной подачи органики, еще и обогащают осадочный грунт кислородом, который успешно конкурирует с анодом в сборе электронов. Таких неожиданных препятствий, снижающих показатели эффективности ячеек, придется преодолеть еще много, и пока разработки находятся на начальном уровне, невозможно предположить, станет ли подобная технология экономически рентабельной.

«Зеленая искра»

В России биологические фотогальванические ячейки разрабатываются в рамках проекта «Green Spark». Координаторами проекта в «Шухов Лаб» (Лаборатории прототипирования городов будущего) являются Елена и Иван Митрофановы, совместно с Паоло Бомбелли из Кембриджского университета.

Сейчас они работают над конструкцией со стенами высотой два с половиной метра, состоящей из десятков подвешенных в керамических модулях ячеек-батарей, наполненных симбиотической системой растений и бактерий.

В зависимости от конфигурации, ячейки могут давать напряжение от 0,2 до 0,6 вольта. Средняя эффективность растительно-микробного симбиоза составляет примерно 3–5 микровольт с квадратного метра.

Итоговая сила тока, естественно, зависит от конфигурации соединения блоков.

«Проект и область исследования достаточно новые, то есть совсем немного людей ведут научные разработки в этом направлении. Наверняка через пять-десять лет мы сможем собирать если не все электричество [вырабатываемое в ячейках], то явно гораздо больший процент», — говорит Елена Митрофанова, архитектор-дизайнер и координатор проекта «Green Spark».

Инсталляцию, представляющую собой последовательные и параллельные электрические цепи блоков для подзарядки экрана, который транслирует сообщения и визуализирует поступающее напряжение, можно будет подробно изучить 19 мая на фестивале «Политех».

«Вода в ячейках необходима для электронной проводимости и служит солевым мостиком, поэтому мы выбираем влаголюбивые растения — это единственный критерий их отбора. В нашем проекте электроны — остаточный продукт расщепления органики, собирая их, мы никак не вредим экосистеме», — говорит Елена.

Помимо наших соотечественников и их коллег из Кембриджа, подобный проект развивает голландская компания Plant-e, но уже на промышленном, а не научном уровне.

Екатерина Жданова

Источник: /nplus1.ru/material/2018/05/17/green-energy

Земля как источник бесплатного электричества

Затраты на электроэнергию растут с каждым повышением тарифов. И если городские жители для уменьшения финансовых трат сокращают лишнее потребление электроэнергии, то владельцы частных домов имеют возможность дополнительно получать электричество из земли.

Получаем бесплатное электричество из земли

Вопрос эффективности

Получение электричества из земли окутано мифами – в Интернет регулярно выкладываются материалы на тему получения бесплатной электроэнергии за счет использования неисчерпаемого потенциала электромагнитного поля планеты.

Однако многочисленные видео, на которых самодельные установки добывают ток из земли и заставляют сиять многоваттные лампочки или крутиться электромоторы, являются мошенническими.

Если бы получение электричества из земли было настолько эффективно, атомная и гидроэнергетика давно ушли бы в прошлое.

Однако бесплатное электричество добыть из земной оболочки вполне реально и сделать это можно своими руками. Правда, полученного тока хватит только на светодиодную подсветку или на то, чтобы не торопясь подзарядить мобильное устройство.

Напряжение из магнитного поля Земли — возможно ли!?

Для получения тока из природной среды на постоянной основе (то есть, исключаем разряды молний), нам необходим проводник и разность потенциалов.

Найти разность потенциалов проще всего в земле, которая объединяет все три среды – твердую, жидкую и газообразную.

По своей структуре грунт представляет собой твердые частички, между которыми присутствуют молекулы воды и пузырьки воздуха.

Важно знать, что элементарной единицей почвы является глинисто-гумусовый комплекс (мицелла), который обладает определенной разностью потенциалов. Внешняя оболочка мицеллы накапливает отрицательный заряд, внутри нее формируется положительный.

Этим почва выгодно отличается от водной и воздушной среды и дает возможность своими руками создать устройство для добычи электроэнергии.

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.

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.

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.

Энергия магнитного поля планеты

Земля представляет собой своего рода конденсатор сферической формы, на внутренней поверхности которой накапливается отрицательный заряд, а снаружи – положительный. Изолятором служит атмосфера – через нее проходит электрический ток, при этом разность потенциалов сохраняется. Утерянные заряды восполняются за счет магнитного поля, которое служит природным электрогенератором.

Как получить на практике электричество из земли? По сути, необходимо подсоединиться к полюсу генератора и организовать надежное заземление.

Устройство, получающее электричество из природных источников, должно состоять из следующих элементов:

• проводник;
• заземляющий контур, к которому подсоединен проводник;
• эмиттер (катушка Тесла, высоковольтный генератор, позволяющий электронам покидать проводник).

Схема получения электроэнергии

Верхняя точка конструкции, на которой расположен эмиттер, должна располагаться на такой высоте, чтобы за счет разницы потенциалов электрического поля планеты электроны поднимались по проводнику вверх.

Эмиттер их будет освобождать из металла и в виде ионов выпускать в атмосферу. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока потенциал в верхних слоях атмосферы не станет вровень с электрическим полем планеты.

К цепи подключается потребитель энергии, причем чем эффективнее работает катушка Тесла, тем выше сила тока в цепи, тем больше (или мощнее) потребителей тока можно подключить к системе.

Так как электрическое поле окружает заземленные проводники, к которым относятся деревья, здания, различные высотные конструкции, то в городской черте верхняя часть системы должна располагаться выше всех имеющихся объектов. Своими руками создать подобную конструкцию не реально.

Видео по теме:

Из этого следует

Электроэнергия из земли потенциально может быть добыта, но сегодня нет технологий, которые позволяют сделать это эффективно.

Если есть свой дом с участком, то можно поэкспериментировать с созданием земляной батареи из листов меди и алюминиевой фольги – чертежи и фотографии легко найти в Интернете.

Но практика показывает, что мощность сделанного конденсатора заметно ниже заявленной и конструкция быстро выходит из строя. При этом финансовые затраты на материалы вряд ли когда-либо окупятся.

Источник: /ProfiTeplo.com/toplivo/25-elektrichestvo-iz-zemli.html

Академик Капица: Зеленая «энергетика»

При использовании только «зеленых» технологий («зелёная» энергетика) сохранить текущий уровень потребления населением планеты невозможно — надо в сотни раз сократить это население. Т.е.

когда кто то говорит Вам, что на месте атомной электростанции хорошо было бы разместить кучу ветряков и солнечных панелей он забывает рассказать, что сделать это можно лишь при условии смерти Вас и Ваших близких как, впрочем и близких «зеленого недоумка» и его самого…

8 октября 1975 г. на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, академик Петр Леонидович Капица, удостоенный тремя годами позже Нобелевской премии по физике, сделал концептуальный доклад, в котором, исходя из базовых физических принципов, по существу, похоронил все виды «альтернативной энергии», за исключением управляемого термоядерного синтеза.

Если кратко изложить соображения академика Капицы, они сводятся к следующему: какой бы источник энергии ни рассматривать, его можно охарактеризовать двумя параметрами: плотностью энергии — то есть ее количеством в единице объема, — и скоростью ее передачи (распространения). Произведение этих величин есть максимальная мощность, которую можно получить с единицы поверхности, используя энергию данного вида.

Вот, скажем, солнечная энергия. Ее плотность ничтожна. Зато она распространяется с огромной скоростью — скоростью света. В результате поток солнечной энергии, приходящий на Землю и дающий жизнь всему, оказывается совсем не мал — больше киловатта на квадратный метр.

Увы, этот поток достаточен для жизни на планете, но как основной источник энергии для человечества крайне неэффективен. Как отмечал П. Капица, на уровне моря, с учетом потерь в атмосфере, реально человек может использовать поток в 100—200 ватт на квадратный метр. Даже сегодня КПД устройств, преобразующих солнечную энергию в электричество, составляет 15%.

Чтобы покрыть только бытовые потребности одного современного домохозяйства, нужен преобразователь площадью не менее 40—50 квадратных метров. А для того, чтобы заменить солнечной энергией источники ископаемого топлива, нужно построить вдоль всей сухопутной части экватора сплошную полосу солнечных батарей шириной 50—60 километров.

Противоположный пример — топливные элементы, где происходит прямое превращение химической энергии окисления водорода в электроэнергию. Здесь плотность энергии велика, высока и эффективность такого преобразования, достигающая 70 и более процентов.

Зато крайне мала скорость ее передачи, ограниченная очень низкой скоростью диффузии ионов в электролитах. В результате плотность потока энергии оказывается примерно такой же, как и для солнечной энергии.

Для 100 мегаватт мощности рабочая площадь электродов достигает квадратного километра, и нет надежды, что капитальные затраты на построение такой электростанции оправдаются генерируемой ею энергией». Значит, топливные элементы можно использовать только там, где не нужны большие мощности. Но для макроэнергетики они бесполезны

Низка плотность ветровой энергии и энергии морских волн; низкая теплопроводность пород ограничивает скромными масштабами геотермальные станции; всем хороша гидроэнергетика, однако для того, чтобы она была эффективной, либо нужны горные реки — когда уровень воды можно поднять на большую высоту и обеспечить тем самым высокую плотность гравитационной энергии воды, — но их мало, либо необходимо обеспечивать огромные площади водохранилищ и губить плодородные земли.

Мирный атом не торопится

В своем докладе Петр Леонидович Капица особо коснулся атомной энергетики и отметил три главные проблемы на пути ее становления в качестве главного источника энергии для человечества: проблему захоронения радиоактивных отходов, критическую опасность катастроф на атомных станциях и проблему неконтролируемого распространения плутония и ядерных технологий. Через десять лет, в Чернобыле, мир смог убедиться, что страховые компании и академик Капица были более чем правы в оценке опасности ядерной энергетики. Так что пока речи о переводе мировой энергетики на ядерное топливо нет, хотя можно ожидать увеличения ее доли в промышленном производстве электроэнергии.

В ноябре 2006 года Россия, Евросоюз, Китай, Индия, Япония, Южная Корея и США договорились начать строительство экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, основанного на принципе магнитного удержания высокотемпературной плазмы, который должен обеспечить 500 мегаватт тепловой мощностьи в течение 400 секунд.

Чтобы оценить темпы развития, могу сказать, что в 1977—1978 гг. автор принимал участие в анализе возможности «подпитки» ИТЭР с помощью выстрела в плазму твердоводородной таблетки. Не в лучшем состоянии находится и идея лазерного термояда, основанного на быстром сжатии водородной мишени с помощью лазерного излучения.

Очень дорогая фантастика…

А как же водородная энергетика и пресловутое биотопливо, которые сегодня пропагандируются наиболее активно? Почему Капица не обращал на них внимания вообще? Ведь биотопливо в виде дров человечество использует уже веками, а водородная энергетика сегодня кажется настолько перспективной, что едва ли не каждый день приходят сообщения о том, что крупнейшие автомобильные компании демонстрируют концепт-кары на водородном топливе! Неужели академик был настолько недальновиден? Увы… Никакой водородной и даже биоэнергетики в буквальном смысле слова не может существовать.

Что касается водородной энергетики, то, поскольку природные месторождения водорода на Земле отсутствуют, ее адепты пытаются изобрести вечный двигатель планетарного масштаба, не более и не менее того.

Есть два способа получить водород в промышленных масштабах: либо путем электролиза разложить воду на водород и кислород, но это требует энергии, заведомо превосходящей ту, что потом выделится при сжигании водорода и превращении его опять в воду, либо… из природного газа с помощью катализаторов и опять-таки затрат энергии — которую нужно получить… опять-таки сжигая природные горючие ископаемые! Правда, в последнем случае это все-таки не «вечный двигатель»: некоторая дополнительная энергия при сжигании водорода, полученного таким путем, все же образуется. Но она будет гораздо меньше той, что была бы получена при непосредственном сжигании природного газа, минуя его конверсию в водород.

Ничуть не лучше обстоят дела и с «биоэнергетикой».

Что касается производства масел, то это крайне низкоэффективное, по «критериям Капицы», производство. Так, например, урожайность арахиса составляет в лучшем случае 50 ц/га. Даже при трех урожаях в год выход орехов едва ли превысит 2 кг в год с квадратного метра.

Из этого количества орехов получится в лучшем случае 1 кг масла: выход энергии получается чуть больше 1 ватта с квадратного метра — то есть на два порядка меньше, чем солнечная энергия, доступная с того же квадратного метра.

При этом мы не учли того, что получение таких урожаев требует интенсивного применения энергоемких удобрений, затрат энергии на обработку почвы и полив. То есть, чтобы покрыть сегодняшние потребности человечества, пришлось бы полностью засеять арахисом пару-тройку земных шаров.

Проведя аналогичный расчет для «спиртовой» энергетики, нетрудно убедиться, что ее эффективность еще ниже, чем у «дизельного» агро-цикла.

…Но очень выгодная для экономики «мыльного пузыря»

Что же, американские ученые не знают этих цифр и перспектив? Разумеется, знают. Ричард Хейнберг в своей нашумевшей книге PowerDown: Options And Actions For A Post-Carbon World (наиболее точный по смыслу перевод — «Конец света: Возможности и действия в пост-углеродном мире») самым детальным образом повторяет анализ Капицы и показывает, что никакая биоэнергетика мир не спасет.

Так что происходит? А вот что: только очень наивный человек полагает, что экономика сегодня, как и 150 лет назад, работает по марксистскому принципу: «деньги — товар — деньги». Новая формула «деньги — деньги» короче и эффективнее.

Хлопотное звено в виде производства реальных товаров, обладающих для людей реальной полезностью в привычном смысле этого слова, стремительно вытесняется из «большой экономики».

Связь между ценой и полезностью в материальном смысле — полезность вещи как пищи, одежды, жилья, средства передвижения или услуги как средства удовлетворения какой-то реальной потребности, — уходит в небытие точно так же, как некогда ушла в небытие связь между номиналом монеты и массой заключенного в ней драгоценного металла.

Всеобщая вера в возможность продать воздух в виде акций, опционов, фьючерсов и многочисленных других «финансовых инструментов» становится главной движущей силой экономики и основным источником капитала для ксендзов этой веры.

После того, как последовательно лопнули пузыри «доткомов» и недвижимости, а «нанотехнология», рисующая сказочные перспективы, по большей части так и продолжает их рисовать без заметной материализации, американские финансисты, похоже, всерьез обратили внимание на альтернативные источники энергии. Вкладывая деньги в «зеленые проекты» и оплачивая наукообразную рекламу, они вполне могут рассчитывать на то, что многочисленные буратины прекрасно удобрят своими золотыми финансовую ниву чудес.

Ссылки

Источник: /s.chervach.com/zelenaya-energetika-zlo/

Зеленая энергия

Зеленая энергия – энергия, которую получают из возобновляемых источников. Возобновляемые энергетические ресурсы получают из природных источников – ветер, солнечный свет, приливы, дождь, геотермальная энергия. Эти источники возобновляемы, так как они пополняются естественным путем.

Примерно 18% потребления энергии во всем мире удовлетворяется из возобновляемых энергетических источников, причем 13% из обычной биомассы, например, сжигание древесины. Гидроэлектроэнергия — следующий крупный источник возобновляемой энергии, который обеспечивает 3% потребления энергии во всем мире и 15% мирового производства электрической энергии.

Получение зеленой энергии из энергии ветра увеличивается примерно на 30% ежегодно по всему миру с установленной мощностью 121000 МВт и используется широко в США и странах Европы.

Ежегодное производство энергии в фотоэлектрической промышленности в последние годы превышает 6900 МВт. Солнечные электростанции распространены в Испании и Германии.

Солнечные тепловые станции уже действуют в Испании и США, а самая крупная из них – станция в пустыне Мохаве, мощность которой 354 МВт.

Самая крупная в мире геотермальная установка расположена на гейзерах в Калифорнии, ее номинальная мощность равна 750 МВт.

Бразилия реализует одну из крупнейших программ применения альтернативных источников энергии в мире, которая связана с выпуском топливного этанола из сахарного тростника.

В последние годы этиловый спирт обеспечивает 18% потребности страны в топливе для автомобилей. Топливный этанол распространен в США.

Ветроэнергетика – отрасль энергетики, которая специализируется на применении энергии ветра – кинетической энергии потоков ветра в атмосфере.

Энергия ветра является возобновляемой энергией, так как это результат деятельности солнца. Ветроэнергетика является стремительно развивающейся отраслью. В последние годы установленная мощность всех ветряных установок составляет более 157 гигаватт.

Гидроэнергетика – отрасль энергетики, которая применяет как источник энергии потенциальную энергию водяного потока. Гидроэлектростанции строят на реках, сооружая водохранилища и плотины. Также возможно использование кинетической энергии потока воды на так называемых бесплотинных (свободнопоточных) ГЭС.

Абсолютным лидером по выработке зеленой энергии на основе гидроэнергетики на одного жителя страны является Исландия. Наряду с ней данный показатель наиболее высок в Канаде, Норвегии и Швеции. Активное гидростроительство с начала 2000-х годов ведется в Китае, где гидроэнергия считается ключевым потенциальным источником энергии. Здесь же находится до 50% малых гидроэлектростанций мира.

Солнечная энергетика – вид нетрадиционной энергетики, который основан на непосредственном применении солнечного излучения в целях получения зеленой энергии в каком-либо виде.

Солнечная энергетика применяет возобновляемый источник энергии и является чистой с экологической точки зрения, так как она не производит вредных отходов.

Генерирование энергии на основе солнечных электростанций прекрасно согласовывается с концепцией распределенного производства энергии.

Зеленая энергия, сгенерированная на базе солнечного излучения к 2050 году сможет обеспечить 20-25% потребностей человечества в электроэнергии и уменьшить выбросы углекислоты.

Энергия волн – энергия, которую переносят волны на поверхности океана. Она может применяться для совершения полезной работы – опреснения воды, генерации электроэнергии, перекачки воды в резервуары. Энергия волн является возобновляемым источником энергии.

Мощность волнения оценивается в кВт на погонный метр, т.е. в кВт/м. В сравнении с солнечной и ветровой энергией энергия волн имеет гораздо большую удельную мощность. Так, средняя скорость волнения океанов и морей зачастую более 15 кВт/м. Если высота волн достигает 2 м, то мощность будет приравниваться к 80 кВт/м.

Волновая энергия – это сконцентрированная энергия ветра и, в конечном счете, солнечной энергии. Мощность, которая получается в результате волнения всех океанов планеты вместе, не может превысить мощность, получаемую от Солнца. Но удельная мощность электрогенераторов, которые работают от волн, может превышать во много раз мощность других альтернативных источников энергии.

Несмотря на аналогичную природу, принято энергию волн отличать от энергии океанских течений и приливов. Выработка зеленой энергии с применением энергии волн не является всемирной распространенной практикой, сегодня в данной области проводятся лишь экспериментальные тестирования.

Геотермальная энергетика – это направление энергетики, которое основано на производстве тепловой и электрической энергии за счет энергии тепла, содержащейся в глубинах земли, на геотермальных станциях. Как правило, геотермальная энергетика считается альтернативным источником энергии, применяющим возобновляемые ресурсы энергии.

В вулканических районах температура циркулирующей воды поднимается выше температур кипения на сравнительно небольших глубинах, и по трещинам она перемещается к поверхности, проявляя себя иногда в виде гейзеров. Доступ к теплым подземным водам обеспечивается глубинным бурением скважин.

Породы, имеющие температуру менее 100°C, распространены также на многих геологических малоактивных территориях, поэтому более перспективным считается применение в качестве источника тепла геотерм.

Хозяйственное использование геотермальных источников широко распространено в Новой Зеландии и Исландии, Франции, Италии, Мексике, Литве, Филиппинах, Никарагуа, Коста-Рике, Японии, Индонезии, Кении, Китае.

Использование зеленой энергии в России

Доля зеленой энергетики в России сегодня составляет менее 1%. Наибольшее количество энергии, получаемой из альтернативных источников, отводится биотопливу, затем – энергии ветра, а наименьшее – солнечной энергии. Статистика неутешительна: по применению зеленой энергии наша страна занимает 54-е место из 84 стран.

Но в последние годы появляется все больше государственных программ, которые направлены на развитие данной отрасли. В распоряжении правительства поставлена задача по достижению к 2020 году показателя выработки энергии на базе возобновляемых источников в 4,5% от общего количества всей получаемой энергии в России.

Источник: /zeleneet.com/zelenaya-energiya/1182/

Электричество из земли для дома — как получить своими руками

С того момента, как человек научился передавать электричество на расстоянии, жизнь всей планеты изменилась.

Стало возможным то, что раньше казалось фантастикой: на смену свечкам и газовым фонарям пришли лампочки, появились троллейбусы и электропоезда, ускорился темп жизни.

И ровно с того же момента люди задумались: как можно получить электричество из земли своими руками.

Источники энергии – природный газ, уголь, нефть – подходят к концу, этих ресурсов на земле осталось буквально на 50-100 лет. Промышленные предприятия, работающие на угле, добыча нефти и газа, — все это серьезно вредит экологии, так что планета Земля находится в беспокоящем экологов и небезразличных людей, положении.

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.

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.

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

Это один из любимых народных способов получения электричества из земли. Крыша в данном случае подходит только – железная.

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.

Многих людей всерьез беспокоит такая несправедливость: за электричество нужно платить немалые деньги и это тогда, когда миллионы ног каждый день топчут бесплатный источник энергии.

Неужели все попытки фанатов получить электричество из земли тщетны?

Конечно, существуют работающие схемы извлечения электрической энергии из почвы.

Все методы добычи электричества из земли, описанные в данной статье, — реальные и рабочие, проблема лишь в том, что они не дают желанной мощности.

В интернете есть множество видео, в которых счастливые обладатели частных домов и дачных участков показывают, как при помощи земли заряжают смартфоны, заставляют работать моторы, чайники и холодильники. Все это можно назвать фокусами на доверии.

Возможно, в будущем появятся способы получения большого количества энергии из малых участков земли, но пока все это – лишь исследования и опыты отдельных фанатов.

Видео на тему

Источник: /microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/elektrichestvo-iz-zemli-dlya-doma.html

Электроэнергия из болота

Создано 28.11.2014 21:57Автор: Алексей Норкин

Условно территорию нашей планеты можно разделить на сушу и водное пространство. Однако остаются еще участки, занятые болотами. По некоторым оценкам они покрывают около 6% поверхности Земли.

Огромные, практически неосвоенные территории могут стать стабильным источником энергии, причем без всякого ущерба для уникальных и хрупких болотных экосистем. Так утверждают голландские ученые, разработавшие установку на микробных топливных элементах.

Над новой технологией трудятся исследователи из Университета Вагенингена, миссия которого «Исследовать природу и использовать ее потенциал для повышения качества жизни человека».

В отличие от биогазовых установок, вырабатывающую энергию используя процессы разложения биологических отходов, растительно-микробные топливные элементы генерируют электричество, не принося живым растениям никакого вреда. Исследователи уверяют, что их установка не влияет на рост зеленых насаждений и не наносит ущерба природе.

Ученые из исследовательской группы Университета Вагенингена во главе с Марьолин Хелдер (Marjolein Helder) нашли способ заставить работать бактерии на человека, разместив вблизи корней электроды для сбора электронов, высвобождающихся в процессе разложения органики.

Несмотря на то, что на современном этапе развития новой технологии микробные топливные элементы генерируют лишь 0,4 Вт электрической энергии на квадратный метр зеленых плантаций, исследователи утверждают, что это больше, чем можно получить от брожения биомассы. Кроме того, команда надеется, что сможет повысить эффективность в 8 раз, оценивая потенциальные возможности установки как производство 3,2 Вт энергии каждым квадратным метром болота, засаженного растениями.

По мнению исследователей, их технология может быть использована и для создания энергетических установок на крышах домов. Потенциально крыша площадью около 100 квадратных метров может генерировать около 2800 кВт-час энергии ежегодно, что в ряде случаев полностью перекроет потребности домовладельца.

Технология может работать с различными видами растений, в том числе с сельскохозяйственными культурами, такими как рис. Микробные топливные элементы генерируют постоянный ток низкого напряжения, которым можно без преобразования питать светодиодные светильники или заряжать аккумуляторные батареи.

Исследователи признают, что еще далеки от окончания работы над проектом и надеются, что этап широкого коммерческого внедрения начнется после 2015 года. Однако первые тесты системы уже проведены, и даже учреждена компания Plant-e, которая рассчитывает представить первый коммерческий продукт уже в следующем году.

По материалам Plant-e

• болота
• возобновляемая энергетика
• микробные топливные элементы

Источник: /FacePla.net/index.php/the-news/energy-news-mnu/3004-plant-e

Как получить электричество из земли бесплатно своими руками: схемы и методы, энергия по Белоусову

Земные недра имеют практически неисчерпаемый потенциал, и при желании их можно использовать в качестве источника энергии. Существует несколько способов получения электричества из земли. Схемы эти могут коренным образом отличаться друг от друга, но результат будет похожим. Он заключается в бесперебойном обеспечении электроэнергией с минимальными затратами на ее получение.

В последнее время человечество пытается найти более доступные альтернативы для снабжения собственного жилища электрической энергией.

А все потому, что уровень жизни стремительно растет, а вместе с ним увеличиваются и затраты на обслуживание жилых помещений привычными методами.

То есть именно дороговизна и постоянный рост цен на коммунальные услуги заставляет людей искать более бюджетные источники энергии, которые так же смогут обеспечить подачу света и тепла в дома.

В настоящее время особой популярностью пользуются трансформирующие энергию из воздуха ветряки, расположенные на открытых пространствах, солнечные батареи, которые устанавливаются прямо на крышах домов, а также всевозможные гидравлические системы различной степени сложности. А вот идея добывать энергию из земных недр почему-то крайне редко применяется на практике, разве что при проведении любительских экспериментов.

Самые простые способы добычи

Не секрет, что в почве (в отличие от воздушной среды) постоянно происходят электрохимические процессы, причина которых кроется во взаимодействии отрицательных и положительных зарядов, исходящих от внешней оболочки и недр.

Эти процессы позволяют рассматривать землю не только как мать всего живого, но и в качестве мощнейшего энергетического источника.

А для того чтобы воспользоваться им в бытовых нуждах, мастера чаще всего прибегают к трем проверенным способам добычи электричества из земли своими руками. К ним относят:

1. Метод с нулевым проводом.
2. Способ с одновременным применением двух разных электродов.
3. Потенциал разных высот.

В первом случае обеспечение жилого помещения напряжением, достаточным для того, чтобы горело как минимум несколько лампочек, осуществляется за счет фазового и нулевого проводника.

Но для того чтобы добиться поставленной цели, лампочку необходимо подключить не только к нулю, но и к заземлению, ведь если жилое помещение оснащено высококачественным заземляющим контуром, то большая часть потребляемой энергии уходит в почву, а такой контакт помогает ее оттуда частично возвращать.

​

Фактически речь идет о самой примитивной схеме «нулевой проводник — нагрузка — грунт», в которой вырабатываемая энергия не выводится на общий приборный счетчик, то есть ее использование является бесплатным.

Метод добычи энергии посредством использования двух разных электродов еще проще, так как для его применения на практике используется одна только почва.

Естественно, это не может не отразиться и на конечном результате эксперимента, поэтому чаще всего подобные схемы не дают возможность получать напряжение больше 3 вольт, хотя этот показатель имеет свойство варьироваться в ту или иную сторону в зависимости от влажности и состава грунта.

Для проведения опыта достаточно погрузить в почву два разных проводника (обычно в ход идут стержни из меди и цинка), которые предназначены для создания разности между отрицательным (цинк) и положительным (медь) потенциалами. Обеспечить их взаимодействие между собой поможет концентрированный электролитный раствор, который можно приготовить самостоятельно, используя дистиллированную воду и обычную поваренную соль.

Уровень вырабатываемого напряжения можно поднять, если глубже погрузить электродные стержни и увеличить концентрацию соли в используемом растворе. Не последнюю роль в этом вопросе играет и площадь поперечного сечения самих электродов.

Разница потенциалов может быть обеспечена и такими элементами, как крыша частного дома и грунт, но при условии, что кровля будет выполнена из любого металлического сплава, а поверхность земли перекрыта ферритом.

Альтернативная методика

Если рассматривать земной шар как один большой сферический конденсатор с отрицательным внутренним потенциалом, а его оболочку как источник положительной энергии, атмосферу как изолятор, а магнитное поле как электрогенератор, то для получения энергии достаточно будет просто подключиться к этому природному генератору, обеспечив надежное заземление. При этом конструкция самого устройства должна в обязательном порядке включать в себя следующие элементы:

• Проводник в виде металлического стержня, высота которого должна превышать все расположенные в непосредственной близости объекты.
• Качественный контур заземления, к которому подводится металлический проводник.
• Любой эмиттер, способный обеспечить свободный выход электронов из проводника. В качестве этого элемента может быть использован мощный электрогенератор или даже классическая катушка Тесла.

Вся суть этого метода заключается в том, что высота используемого проводника должна обеспечивать такую разницу противоположных потенциалов, которая позволит электродам продвигаться не вниз, а вверх по погруженному в грунт металлическому стержню.

И после того как атмосферный и электромагнитный потенциал земли сравняются, начнется выработка энергии. К этому моменту к конструкции уже должен быть подключен ее сторонний потребитель.

В этом случае показатель силы тока в электрической цепи будет полностью зависеть от того, насколько мощным окажется эмиттер.

Естественно, соорудить такую конструкцию в пределах населенных пунктов своими силами практически невозможно, ведь все упирается в высоту проводника, которая должна превышать деревья и все сооружения, но сама идея может стать основой для создания масштабных проектов, позволяющих получать электричество из земли даром.

Электроэнергия из земли по Белоусову

Особого внимания заслуживает теория Валерия Белоусова, который на протяжении многих лет занимается глубоким изучением молний и изобретением наиболее надежной защиты от этого опасного природного явления. Кроме того, этот ученый является автором нескольких уникальных в своем роде книг, в которых изложено альтернативное видение процесса выработки и поглощения электрической энергии земными недрами.

Схема с двойным заземлением

Один из способов получения электричества из земли подразумевает использование двойного заземления, позволяющего выводить энергию из грунта в бытовых целях бесплатно.

При этом схема предполагает наличие единственного заземляющего контура пассивного типа без активатора, главная задача которого заключается в принятии одностороннего заряда в первом полупериоде с дальнейшим его возвращением обратно при переходе в фазу второго полупериода. То есть речь идет о своеобразном буфере обмена, роль которого может сыграть обычная газовая труба, подведенная в типовую квартиру.

Сооружение конструкции и суть опыта

Последующая сборка конструкции предполагает выполнение следующих манипуляций:

1. Чтобы обеспечить пропуск волновых частот, на пассивный контур необходимо установить трансформаторную катушку, основное предназначение которой сводится к блокировке высокочастотных зарядов. Допускается использование любой катушки, которую рекомендуется дополнить несколькими витками изолированного провода.
2. Выполняется разводка, один конец которой подводится к газовой трубе, выполняющей роль пассивного контура, а второй крепится к конденсатору, в результате чего и должны подаваться и возвращаться обратно волновые колебания при одновременной блокировке попадания переменного тока в цепь.
3. В промежуточном разрыве устанавливаются два конденсатора, которые должны располагаться «плюсами» по отношению друг к другу, что позволит заставить все протекающие в цепи энергии выполнять роль единого конденсатора.
4. К обмотке конденсатора подключается обычная светодиодная лампочка напряжением в 220 вольт, которая должна замигать, если все было сделано правильно.

Этот вид неведомой доселе энергии автор назвал «белой», сравнив ее с чистым листом бумаги, на которую при желании можно наложить все что угодно, открыв для всего человечества принципиально новые возможности. Но главная идея, которую выделяет автор, заключается в том, что все энергии на планете протекают индивидуально по своим законам, но все это происходит в едином пространстве.

Источник: /220v.guru/vse-ob-elektroenergii/kak-poluchit-elektrichestvo-iz-zemli-shema-belousova.html