Альтернативними джерелами енергії можуть бути навіть тренажери
Як альтернативні джерела енергії найчастіше розглядають сонячне випромінювання, вітер і біопаливо. Тим часом вчені та винахідники знаходять джерела енергії всюди. Потенційними енергетичними ресурсами є, наприклад, радіохвилі в атмосфері, машини, що мчать, і навіть люди, що гуляють на вулиці, та й у самої планети Земля колосальний запас енергії.
Що таке ефект Казимира?
Ідея вчених про отримання електроенергії з «нічого», здається, поки що фантастичною, але, насправді, її можна реалізувати. Для того, щоб здійснити її, потрібно навчитися використовувати силу простору, яку відкрив Хендрік Казімір, фізик із Данії. Ефект Казимира заснований на тому, що простір ніколи не пустує на квантовому рівні. Квантові частинки заповнюють навіть абсолютний вакуум.
Якщо у вакуум поміщають дві паралельні дзеркальні незаряджені пластинки, вони зрушать відносно один одного, тому що їх атакують частинки. Фізики вже змогли точно виміряти ефект Казимира. З'ясувалося, що в одному кубічному метрі вакууму знаходиться 10 114 джоулів. Зауважимо, що у кубометрі ядерного палива у 96 разів менше енергії — 1018 джоулів.
На відміну від атомної енергії, яка утворюється внаслідок складних реакцій, неймовірно потужну квантову енергію можна отримувати без небезпечних АЕС. Для її отримання потрібно створити ефект резонансу, Олександр Кушелєв, український фізик, вважає, що це джерело енергії стане доступним уже через двадцять років.
Корисний кожен крок
А чи можуть автомобільні магістралі з мільйонами машин, що мчать по них, стати джерелом для отримання енергії? Саме це питання намагається вирішити Гаррі Хендерсон, інженер, який працює вкомпанії «Гравітейшен Системс», що знаходиться в Нью-Йорку. Його пропозиція полягає у монтажі спеціальних помп в автомагістралях, передбачається, що це будуть прикриті металевими пластинами резервуари з рідиною. Машина, проїжджаючи автомагістралі, прогинатиме пластину, а рідина, виплескуючи під тиском, з резервуара потраплятиме в турбіну, і приводить її в дію.
Як підрахував Хендерсон, якщо по парі таких помп проїжджатиме за день лише десять відсотків автомобілів від усієї кількості, то енергії виробиться на три гігавати. Цього цілком вистачить на те, щоб висвітлити вночі саму автомагістраль. Використовувати для виробництва енергії можна і корів, якщо продавати фермерам такі помпи. Якщо розміщувати їх у стійлах та на пасовищах, енергію для утримання ферми можна отримувати майже задарма. Ту ж роботу можуть виконувати і люди, які достатньо розмістити в залах супермаркетів помпи Хендерсона, і кожен відвідувач магазину стане джерелом більше двох кіловат енергії.
Енергія радіохвиль
Не всі пам'ятають сьогодні про детекторні приймачі, які працювали без батарейок. Енергія для них акумулювалася у великій котушці радіохвилями, що приймаються. Ці ж хвилі можна використовувати для отримання енергії з побутовою метою.
Співробітник американської компанії «Енерджі Системс» Браян Берланд розробив спеціальні антени, які здатні поглинати енергію світла та радіохвиль. Вчений створив радіосонячні батареї, які акумулюють електромагнітну енергію із широкого діапазону доступних частот. Апарат Берланда працює з коефіцієнтом корисної дії 90 відсотків, на відміну від сонячних батарей, ККД яких лише 20 відсотків.
У Каліфорнійському університеті в Берклі працює винахідник Шад Раунді,який має намір отримати електроенергію з вібрацій, що оточують нас. Він каже, що практично все, що може бути джерелом енергії: кухонні комбайни та посудомийні машини, кондиціонери та промислові агрегати та багато іншого. Він працює над створенням пристрою, який перетворюватиме енергію, що вібрує при роботі, побутової техніки, а потім ця енергія буде живити саму техніку.
Холод атмосфери
У промислових масштабах служити людству може холод. Такий висновок зробили українські вчені В. Кузьмінов та Б. Берковський. Їхня ідея полягає в отриманні енергії з різниці в температурах холодного повітря та проточної річкової води. Найзручніше використовувати апарат для отримання енергії, розміщений у гирлах великих річок, річки повинні впадати Північний Льодовитий океан (наприклад, Об, Лєна або Єнісей).
Холодний період у регіонах близько перерахованих вище рекдлится близько дев'яти місяців. Середня температура повітря в холоди досягає мінус 26 градусів за Цельсієм, а температура води під льодом вища — плюс 10 градусів за Цельсієм. Дуже цікаво, що вузли теплових океанічних електростанцій вже існують і успішно використовуються в різних галузях промисловості.
Тепло від Землі
Туристи, які відвідували Ісландію, кажуть, що вони ніби опинялися на іншій планеті. Справді, пейзаж у багатьох місць цієї казкової країни видається справді неземним. З тріщин піднімаються струмені газу та клуби пари, вирують грязьові колодязі, всюди кілометри застиглих потоків лави. Як вважають науковці, ця тонка кірка готова будь-якої миті розколотися і дати вихід новим потокам лави, і під нею знаходиться потужне джерело абсолютно чистої енергії.
Наприкінці поточного року в Ісландії планують почати буритисвердловини до чотирьох кілометрів завглибшки. Дослідники розраховують знайти там "суперкритичну воду". Так вони назвали речовину, що знаходиться в проміжному стані між водою і парою, у цьому стані у води неймовірно високий енергетичний потенціал. Достатньо однієї такої свердловини і за допомогою простої установки реально отримати півсотні мегават електроенергії, за потужністю це можна порівняти з маленькою атомною електростанцією.
Тренажери перетворили на міні-електростанції
Рішення, що лежить на поверхні, — змусити треножер, робота з яким вимагає тривалих монотонних рухів, виробляти електрику. Все вирішується підключенням динамо-машини та акумулятора, який збиратиме енергію. Варто звернути увагу на британському фітнес-центрі «Кедбері Хаус», власники якого першими у світі повністю перейшли на автономні машини. Велотренажери, бігові доріжки, еліптичні тренажери переводять енергію відвідувачів центру в електроенергію, повністю забезпечуючи не лише роботу самих тренажерів, а й функціонування закладу. До того ж автономний фітнес-центр за рахунок своїх інноваційних тренажерів є ще й «зеленим» з погляду екології спортивним залом.
Компанія Green Revolution, яка випускає такі тренажери, підрахувала, що 20 велотренажерів вистачає для того, щоб протягом цілого місяця висвітлювати 72 односімейні житлові будинки!
Наведені приклади показують, що нам, мабуть, не загрожує енергетична криза, і відкриті дослідниками нові методики отримання енергії далеко не такі агресивні, як сьогодні. Отже, можливо вже дуже скоро ми перестанемо знищувати природу і почнемо співпрацювати з нею!
Двері метро як джерело енергії
Учні московськоголіцею № 1502 Марія та Андрій Шаповалови винайшли пристрій, що дозволяє перетворити двері метрополітену на джерело енергії. Про це повідомляє телеканал "360 Підмосков'я". Принцип дії винаходу нескладний: двері, що відкриваються, приводить в рух поршень, який у свою чергу нагнітає повітря в ресивер. Після цього повітря за допомогою пневморозподільника надходить на лопаті генератора, і той уже виробляє електрику. Однак ефект від застосування розробки може вийти значний. За попередніми підрахунками, «дверна електростанція» здатна покрити до 10% енергії, що споживається на станції. А за допомогою заощадженої електрики можна буде опалювати чи освітлювати вестибюль.
Енергія з шуму в аеропортах
Акустичну енергію рідко збирають у зв'язку з тим, що звукові коливання переносять відносно невелику кількість. Однак, коли йдеться про реактивні турбіни або двигуни літака, ситуація різко змінюється.
Boeing подав патент на систему збирання акустичної енергії, яка встановлюється на злітних смугах. Система буде як генерувати, нехай і невелику кількість енергії, так і знижувати шум, що виробляється аеропортами.
Уздовж злітної смуги передбачається встановлювати спеціальні хвилеводи, що перенаправляють акустичні хвилі на загальну шахту. Спрямовані хвилі впливатимуть на мембрани, що перегороджують їм шлях і створюватимуть повітряний потік за ними, що обертає турбіну. У свою чергу турбіна вироблятиме електрику.
ККД системи не відомий, і навряд чи загальна кількість отриманої енергії буде величезною (більш корисною властивістю системи є зниження шуму), але відомо, що літаки під час зльоту та посадок можуть виробляти акустичні хвилі потужністю відсотень до сотень тисяч ватів.