Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Rekomendowane odpowiedzi

Naukowcy z Georgia Institute of Technology (Gatech) znaleźli sposób na przechwytywanie i wykorzystywanie energii emitowanej przez przekaźniki radiowe, telewizyjne, sieci komórkowe czy satelity komunikacyjne. Takie źródła energii mogą w przyszłości zasilać sieci bezprzewodowych czujników, procesory czy inne układy scalone.

Wokół nas znajduje się dużo elektromagnetycznej energii, ale nikt nie potrafił jej wyłapać - stwierdził profesor Manos Tentzeris z Gatechu. Używamy ultraszerokopasmowej anteny, która pozwala nam korzystać z różnych sygnałów w różnych zakresach częstotliwości, znacznie zwiększając nasze możlwości zbierania energii - dodaje uczony.

Tentzeris i jego współpracownicy wykorzystują drukarkę atramentową do połączenia czujników, anten i innych urządzeń zbierających energię na papierowym lub polimerowym podłożu. Wynalazek został zaprezentowany podczas organizowanego przez Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników „Sympozjum anten i systemów propagacji".

System Tentzerisa przechwytuje częstotliwości od 100 MHz do 15 GHz, konwertuje następnie energię mikrofalową z prądu zmiennego na prąd stały i przechowuje ją w akumulatorach bądź kondensatorach.

Z samych częstotliwości wykorzystywanych przez telewizję udaje się zebrać setki mikrowatów mocy. System działający w szerszym spektru może zebrać ponad miliwat. Taka ilość energii wystarczy by zasilić wiele różnych urządzeń, w tym czujniki i mikroprocesory.

Naukowcy z Gatech twierdzą, że połączenie ich wynalazku z superkondensatorami i urządzeniami pracującymi w cyklach pozwoli na zasilanie urządzeń wymagających do pracy ponad 50 miliwatów.

Już w tej chwili są w stanie zasilać czujnik temperatury przechwytując fale elektromagnetyczne emitowane prze położony w odległości pół kilometra przekaźnik telewizyjny. Przygotowują też następny pokaz - chcą zaprezentować mikrokontroler, który zacznie działać po wystawieniu go na zewnątrz budynku.

Urządzenie zbierające energię ze źródeł elektromagnetycznych może pracować samo lub współpracować z innymi. W połączeniu np. z ogniwem fotowoltaicznym może w nocy doładowywać akumulatory bądź zapobiegać ich rozładowywaniu się. Może też być używane jako zasilanie awaryjne w razie nagłej awarii, może wysłać sygnał alarmowy czy uruchomić automatyczne funkcje naprawcze.

Postęp w tej dziedzinie jest bardzo szybki. Gdy Tentzeris rozpoczynał w 2006 roku prace nad obwodami drukowanymi na papierze, były one w stanie pracować na częstotliwościach 100-200 MHz. Teraz możemy na papierze drukować obwody pracujące z pasmem do 15 GHz. Gdy są drukowane na polimerach, współpracują z pasmem 60 GHz - mówi Rushi Vyas, współpracownik Tentzerisa.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

czy to oznacza, ze jak sie rozwinie ta technologia to bedzie sie to nazywalo najzwyklejszym "zlodziejstwem" w sensie, ze nadajniki bede musialy zwiekszac moc, by skompensowac moc pobierana przez w/w odbiorniki?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

czy to oznacza, ze jak sie rozwinie ta technologia to bedzie sie to nazywalo najzwyklejszym "zlodziejstwem" w sensie, ze nadajniki bede musialy zwiekszac moc, by skompensowac moc pobierana przez w/w odbiorniki?

No właśnie prawo zachowania energii? Ale chyba taka antena jest tylko biernym odbiornikiem inaczej musiała by działać jak taki elektromagnetyczny "vortex" pożerający fale radiowe. :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

taka antena będzie równie dobrze mogła robić za ekran elektromagnetyczny... za nią będzie dużo słabszy sygnał... i z tego powodu średnio mi się podoba ten pomysł...

 

z drogiej strony... gdyby były odpowiednio rozmieszczone i łapały tylko energię, która i tak się marnuje (idzie w ziemię lub w powietrze) to nikt by nie zauważył strat energii, a wręcz byłyby to oszczędności

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

wcale to zadna nowosc.

Tesla lapal fale radiowe juz 120 lat temu.

ja z synem 3 klata temu ladowalismy kondensatory z anteny wystawionej w powietrze.

Gdyby ludzie tylko troszke poswiecili czasu na takie rzeczy to monopol energetyczny juz dawno przestal by istniec.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Takie głupoty to czasem aż żal czytać.

Mamy właśnie nowe pokolenie naukowców którzy nie tylko są debilami ale w imię swojego debilizmu robią jeszcze debili z ludzi w koło chcąc urosnąć do rangi jakiś magów przez ogłupianie innych.

 

znaleźli sposób na przechwytywanie i wykorzystywanie energii emitowanej przez przekaźniki radiowe, telewizyjne, sieci komórkowe czy satelity komunikacyjne

 

Bzdura nic nie znaleźli. Już w czasie wojny w rodzinnym domu babci na strychu brat babci słuchał sobie radia w oparciu o odbiornik detekcyjny zasilany zgadnijcie jak?

Wiec szukać specjalnie nie było czego. A tym bardziej znaleźć.

 

 

Takie źródła energii mogą w przyszłości zasilać sieci bezprzewodowych czujników, procesory czy inne układy scalone.

 

Sra...e w bambus... MOze jeszcze grzejniki bojlery albo klimatyzacje?

 

Wokół nas znajduje się dużo elektromagnetycznej energii, ale nikt nie potrafił jej wyłapać

Moja komórka radzi sobie z tym całkiem nieźle telewizor też całkiem nieźle.

 

Tentzeris i jego współpracownicy wykorzystują drukarkę atramentową do połączenia czujników, anten i innych urządzeń zbierających energię na papierowym lub polimerowym podłożu

Nic nowego.

 

System Tentzerisa przechwytuje częstotliwości od 100 MHz do 15 GHz, konwertuje następnie energię mikrofalową z prądu zmiennego na prąd stały i przechowuje ją w akumulatorach bądź kondensatorach.

No i mamy kolejne straty na konwersji energii której praktycznie nie ma.

 

Z samych częstotliwości wykorzystywanych przez telewizję udaje się zebrać setki mikrowatów mocy. System działający w szerszym spektru może zebrać ponad miliwat. Taka ilość energii wystarczy by zasilić wiele różnych urządzeń, w tym czujniki i mikroprocesory.

Setki mikrowatów, no no nie przelewki setki idiotów mogą pomyśleć ze to dużo.

A ten miliwat to brzmi jak gigawat. Normalnie już pędzę budować elektrownie.

Nie będę się pastwił nad kretynami porównując to do akumulatora samochodowego. Bo tego nawet z ogniwem fotowoltaicznym z kalkulatora nie ma o porównywać.

 

Naukowcy z Gatech twierdzą, że połączenie ich wynalazku z superkondensatorami i urządzeniami pracującymi w cyklach pozwoli na zasilanie urządzeń wymagających do pracy ponad 50 miliwatów.

 

Można też połączyć z baterią zamiast super-kondensatora. Jeśli już jesteśmy przy pracy w cyklach to to kolejne wodogłowie, jeśli uwzględnimy straty na kondensatorze i całej reszcie i to dość pobieżnie to okazuje się ze urządzenie podbierając 50 miliwatów może pracować całą sekundę na minute. Pracując sekundę na godzinę mogło by nawet z 3 waty pobierać Jest szaleństwo.

 

Już w tej chwili są w stanie zasilać czujnik temperatury przechwytując fale elektromagnetyczne emitowane prze położony w odległości pół kilometra przekaźnik telewizyjny. Przygotowują też następny pokaz - chcą zaprezentować mikrokontroler, który zacznie działać po wystawieniu go na zewnątrz budynku.

 

No extra tylko ze czujnik temperatury to najczęściej termopara która sama prąd produkuje w oparciu o zjawisko termoelektryczne wietrze tu koleje podstęp. A ileż to ten przekaźnik tv miał mocy? Poza tym lepiej było by bezpośrednio jemu kraść prąd przedłużaczem. I następna sprawa nie odległość od nadajnika jest istotna a kwadrat tej odległości.

 

 

Urządzenie zbierające energię ze źródeł elektromagnetycznych może pracować samo lub współpracować z innymi. W połączeniu np. z ogniwem fotowoltaicznym może w nocy doładowywać akumulatory bądź zapobiegać ich rozładowywaniu się. Może też być używane jako zasilanie awaryjne w razie nagłej awarii, może wysłać sygnał alarmowy czy uruchomić automatyczne funkcje naprawcze.

Najlepiej będzie z akumulatorem współpracować

 

Ogólnie bez sensu.

 

zyghom tak to właśnie to oznacza tylko ze do tego nie ma to żadnej sprawności. Rozwój tego jest z góry ograniczony mocą wypromieniowaną.

 

MikiWay jak jedna antenę zasłonisz druga to ta zasłonięta będzie słabo odbierać. Bardzo skutecznie zasłaniają anteny siatkowe. tak samo jak pewne materiały ekranują od fal. Takie pasożytnicze zasilanie -o ile się będzie do czegoś nadawać w ogóle- to spowoduje utrudnienia innym użytkownikom zupełnie niewspółmierne do osiągniętych z tego korzyści lub operatorzy będą musieli dla zachowania poziomu świadczenia usług ponieść większe koszty niż z tego 1 mW pożytku. Co już zauważył zyghom.

 

I taka antena będąc biernym odbiornikiem bardzo czynne pozera fale elektromagnetyczne które dalej już nie lecą :).

 

luxorr nie da się tej energii wyłapać. Najoszczędniej było by jej dookoła nie promieniować. Energia w falach radiowych jest w większości wypromieniowana przez ludzi i żadnego monopolu energetycznego to nie złamie. Domu tym nie ogrzejesz ani nawet wody w bojlerze.

 

Takie cuda nazywają się APM ludzie się w to bawią różni zupełnie bezskutecznie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Bzdura nic nie znaleźli. Już w czasie wojny w rodzinnym domu babci na strychu brat babci słuchał sobie radia w oparciu o odbiornik detekcyjny zasilany zgadnijcie jak?

Wiec szukać specjalnie nie było czego. A tym bardziej znaleźć.

 

Brat babci miał radio kryształkowe na 100 MHz ?

 

Innowacyjnością jest szeroki zakres 0,1 - 15GHz

Każdy wie, że ta energia tam jest ale nie bardzo wiadomo jak ją ugryźć. Wszyscy się pultają o urządzenia w trybie stand by a gdyby udało się im czuwać na takich małych mocach w dodatku zasilanych z powietrza to można by oszczędzić na prądzie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

@Jacenty: Cena energii to około 40gr/kWh. Urządzenie konsumujące 1 mili wata czyli .001W zużywa w ciągu godziny .001Wh czyli .000001kWh. To całe .00004gr w ciągu godziny. Czegokolwiek używasz w trybie stan-bay, żywotność tego nie przekroczy 10 lat (a prawdopodobnie zepsuje się lub stanie się przestarzałe już po 3 latach). 10lat = 3654dni = 87696 godzin. Da nam to oszczędność 3,5 gr w ciągu 10 lat pracy anteny. Dla urządzeń pracujących 3-4 lata da nam 1,2 gr oszczędności. Przyjąłem bardzo zawyżone rachunki - "genialna" antena nie wytwarza 1mW a około 0.1mW (sto mikro watów) więc naprawdę zaoszczędziłbyś .12gr. Ponieważ nie można się rozliczać w ułamkach groszy zaokrąglamy zysk do 0gr.

 

Propos kompromitowania durnych przekonań wynikających z niechęci doliczenia przypomniała mi się anegdotka opowiedziana przez pewnego profesora. Spotkał się kiedyś ze znajomym i dowiedział się, że ten od paru miesięcy buduje paralotnię ze śmigłem zasilanych pedałowaniem paralotniarza. W obliczeniach zajmujących minutę wykazał, że człowiek, nawet pomijając straty energii, ma za małą moc by unieść paralotnię.

 

Wracając do wątku - zbudowanie dekodera, telewizora czy wierzy zużywającej w trybie stand-by 1mW mocy jest już sukcesem na tyle dużym, że nie ma potrzeby montować głupich anten.

 

Prawdę mówiąc nie widzę zastosowania dla tej anteny. Połączenie 100000 anten nie da nam 10W mocy. Wszędzie tam gdzie wystarczy moc .0001W można użyć innych źródeł energii - choćby ogniw słonecznych, lub wykonanych w nanotechnologii i ukrytych w szkle. Można co najwyżej rozważać ją jako kroku do uzyskania wydajnego bezprzewodowego zasilania.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Zwykły kolektor słoneczny dachowy zajmuje się wychwytywaniem (jest anteną) fal EM a może wydusić  1500W*m2/h więc takie znów nieopłacalne to nie jest (6m2 kolektora wystarczy do zagrzania 300l ciepłej wody użytkowej dziennie ).

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Słuszna uwaga - kolektor słoneczny zbiera defacto fale elektromagnetyczne jakimi jest światło słoneczne. Jeśli ten wynalazek może być użyty do zwiększenia wydajności ogniw to cofam wszelkie zarzuty jakie przeciw niemu skierowałem. Tylko, że w artykule opisywany jest jako urządzenie do zbierania fal radiowych emitowanych przez człowieka. Zestawianie energii fal radiowych z energią jaką niosą fale radiowe jest niepotrzebne - "gołym okiem" widać, że słońce ogrzewa i podtrzymuje życie na naszej planecie, a fale radiowe ledwie wzbudzają śladowe napięcie w antenach.

Co to za jednostka "W*m2/h"?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Co to za jednostka "W*m2/h"?[/size] 

1500wat * liczba metrów kwadratowych powierzchni kolektora na godzinę (inaczej liczba watogodzin razy powierzchnia kolektora).

Zbieranie energii nadajników radiowo-telewizyjno-satelitarno-radarowych też ma sens, moc tego promieniowania (sztucznego) nocą to 9W na m2 z czego 80% to 50Hz z linii wysokiego napięcia.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli jest to nawet 9W/m^2 to zbieranie tego (jako np. komponent ogniw słonecznych) rzeczywiście ma sens. Ale zbieranie .0001W już nie. Tak jak pisał Tolo - by zbieranie omawianym wynalazkiem .0001W miało sens muszą być spełnione następujące warunki:

- musi to być otwarta przestrzeń, gdzie powietrze wypełnione jest falami elektromagnetycznymi. Odpadają więc miejsca pod ziemią oraz obszary niezurbanizowane.

- nie może być możliwe doprowadzenie energii z sieci elektrycznej (lub może to być nieopłacalne)

- nie może być możliwe użycie ogniwa słonecznego oraz jakiegoś ich nano-wariantu. Wyklucza to miejsca mające dostęp do światła.

- z jakiegoś powodu nie można użyć lżejszej, mniejszej i tańszej baterii.

- urządzenie musi mieć średnio .1 mW mocy. Taka moc wyklucza komunikowanie się z człowiekiem przez jakikolwiek interfejs. Może co najwyżej wysyłać co 5 sekund jakiś komunikat dotyczący pomiaru np. temperatury.

 

Właściwą jednostką by określić wydajność kolektora byłyby W/m^2. Wat to jednostka mocy, czyli zdolność do wyprodukowania danej ilości dżulów energii w ciągu jednej sekundy. Watogodzina to zaś jednostka energii równa 3600J i nie określa ona tempa produkcji - mówi tylko ile energii zostaje wyprodukowane (lub zużyte), ale nie zawiera w sobie informacji czy trwa to sekundę czy 1000 lat. Poza tym to w jednostce "W*m2/h" nie ma watogodzin. Są W/h czyli jednostka odpowiednia dla szybkości zachodzenia zmian mocy kolektora (pochodna). m^2 nie potrafię tu zinterpretować.

Innymi słowy - by z danej k = 1500W*m^2/h wyliczyć moc (czyli to co nas interesuje) należy zastosować wzór:

P = k*t/S [W*m^2/h * h/m^2 = W]

gdzie S to powierzchnia, a t to czas czegoś tam (np. czas jaki upłynął od uruchomienia ogniwa). Wynika z tego, że im mniejsza powierzchnia ogniwa tym ogniwo to ma większą moc. Ponadto - jeśli nie będziemy wyłączać tego ogniwa przez rok osiągnie ono moc 9000 razy większą niż w pierwszej godzinie funkcjonowania.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

A dzisiaj pada deszcz więc proponuję na końcu rynny wieżowca umieszczać turbinę która będzie produkowała prąd z spływającej wody. Przeciętny wieżowiec dwuklatkowy przyjmuję za 12x30m długość-szerokość i wysokość 35m co daje przy 750mm rocznego opadu: 12x30x0,75x1000x9,8x35=92,6 MWs czyli 26 kWh czyli 13zł na rok lub jak kto woli 2,9 Wata mocy co starczy na oświetlenie dwoma żarówkami diodowymi wejść do obu klatek schodowych  :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

A dzisiaj pada deszcz więc proponuję na końcu rynny wieżowca umieszczać turbinę która będzie produkowała prąd z spływającej wody.

 

Mnie kusi wizja lemowskich pocieralni. Każdy obywatel miałby obowiązek codziennie wykręcić trochę wh na ręcznych induktorach. :)

Wszystko byłoby odnotowywane (dowody z czipami na coś sie przydadzą), w siłowniach bieżnie, orbitreki, steppery, wszystko można włączyć do sieci :P

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jakieś 20-30 lat temu w miesięczniku Radioelektronik był schemacik radyjka zasilany z cewki nawiniętej na ferryt działało to całkiem sprawnie. Minusem był rozmiar cewki :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Zaraz, panowie... dlaczego gupi pomysł?

Sieć czujników umieszczona na ścianie budynku, na moście, na słupie energetycznym... nie musimy do czujnika doprowadzać prądu, bawić się w wymiany baterii, umieszczać go tak, by padało nań światło słoneczne. Przyklejamy czujnik (np. badający zanieczyszczenia powietrza) i już. Co jakiś czas na ścianie umieszczamy zasilane już z sieci urządzenie, które zbiera dane z czujników i je przesyła dalej.

Na mój rozum wyłapywanie niewielkich ilości energii elektromagntycznej ma sens w tego typu zastosowaniach.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

na słupie energetycznym... nie musimy do czujnika doprowadzać prądu,

 

tu akurat nie jest daleko... :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Po 8-miesięcznym milczeniu NASA ponownie skontaktowała się ze znajdującą się na krawędziach Układu Słonecznego sondą Voyager 2. Brak kontaktu spowodowały był remontem i rozbudową anteny, która służy do komunikacji z Voyagerem.
      Prace na 70-metrowej antenie trwały od połowy marca. W końcu 29 października wysłano serię komend, a Voyager 2 potwierdził ich otrzymanie i wykonał je bez najmniejszego problemu.
      Komendy były testem Deep Space Station 43, jedynej anteny, która służy do komunikacji z Voyagerem 2. Urządzenie znajduje się w Australii i jest częścią Deep Space Network. To należąca do NASA sieć anten do komunikacji radiowej z pojazdami znajdującymi się poza orbitą Księżyca. Po wyłączeniu Deep Space Station 43 operatorzy Voyager 2 mogli jedynie otrzymywać od niego dane naukowe oraz informacje dotyczące stanu pojazdu. Nie byli jednak w stanie wysłać żadnej komendy.
      W ramach rozbudowy DSS43 została wyposażona w dwa nowe nadajniki. Jeden z nich, ten używany do wysyłania komend, zastąpił stary nadajnik sprzed 47 lat. Wymieniono też podzespoły ogrzewające i chłodzące, elementy związane z dostarczaniem energii i wiele innych części anteny.
      Udany test komunikacji z 29 października daje nadzieję, że zgodnie z planem DSS43 powróci do normalnej pracy w lutym przyszłego roku.
      Deep Space Network składa się z anten znajdujących się w Australii (Canberra), USA (Goldstone w Kalifornii) i Hiszpanii (Madryt). Takie ich rozmieszczenie gwarantuje, że niemal każdy pojazd, który znajduje się w prostej linii od Ziemi, ma przez cały czas łączność przynajmniej z jedną anteną.
      Voyager 2 jest tutaj rzadkim wyjąkiem. Aby dokonać przelotu w pobliżu Trytona, księżyca Neptuna, sonda musiała przelecieć nad biegunem północnym planety. Taka trajektoria spowodowała, że przesunęła się na południe względem płaszczyzny orbity planet i cały czas zmierza w tym kierunku. To wciąż pogłębiające się odchylenie na południe powoduje, że Voyager 2 nie jest już widoczny dla anten z Półkuli Północnej. Kontakt z nim ma zatem wyłącznie antena z Australii.
      DSS43 to jedyna antena na Półkuli Południowej, która ma wystarczająco dużą moc, by wysyłać komendy do Voyagera 2. Jego bliźniak, Voyager 1, obrał inną drogę za Saturnem, jest więc widoczny dla obu anten z Półkuli Północnej.
      W czasie, gdy DSS43 nie mogła wysyłać komend do Voyagera 2, informacje nadchodzące z tej sondy były odbierane przez trzy 34-metrowe anteny w Canberze.
      DSS43 rozpoczęła pracę w 1972 roku, na 5 lat przed wystrzeleniem Voyagerów. Wówczas miała średnicę 64 metrów. W roku 1987 zwiększono ją do 70 metrów. Od tamtego czasu urządzenie było wielokrotnie rozbudowywane i naprawiane. Jednak obecna praca były najbardziej znaczącymi i wiązały się z najdłuższym wyłączeniem anteny od ponad 30 lat.
      DSS43 to wysoce wyspecjalizowany system. Na całym świecie są tylko dwie podobne anteny, więc wyłączenie jednej z nich to nie jest najlepsza sytuacja dla Voyagera i wielu innych misji NASA. Jednak musimy podejmować takie decyzje, by móc obsługiwać obecne i przyszłe misje. W przypadku urządzenia, które liczy sobie niemal 50 lat, trzeba być proaktywnym. Nie można czekać, aż coś się zepsuje, mówi Philip Baldwin z NASA.
      Z Deep Space Network korzystają liczne misje. Najnowsza rozbudowa przyda się m.in. podczas obecnych i planowanych misji na Marsa.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Eksperci z Rocky Mountain Institute opublikowali raport, z którego dowiadujemy się, że koszty produkcji energii z węgla osiągnęły punkt zwrotny i obecnie energia ta na większości rynków przegrywa konkurencję cenową z energią ze źródeł odnawialnych. Z analiz wynika, że już w tej chwili koszty operacyjne około 39% wszystkich światowych elektrowni węglowych są wyższe niż koszty wybudowania od podstaw nowych źródeł energii odnawialnej.
      Sytuacja ekonomiczna węgla będzie błyskawicznie się pogarszała. Do roku 2025 już 73% elektrowni węglowych będzie droższych w utrzymaniu niż budowa zastępujących je odnawialnych źródeł energii. Autorzy raportu wyliczają, że gdyby nagle cały świat podjął decyzję o wyłączeniu wszystkich elektrowni węglowych i wybudowaniu w ich miejsce odnawialnych źródeł energii, to przeprowadzenie takiej operacji stanie się opłacalne już za dwa lata.
      Szybsze przejście od węgla do czystej energii jest w zasięgu ręki. W naszym raporcie pokazujemy, jak przeprowadzić taką zmianę, by z jednej strony odbiorcy energii zaoszczędzili pieniądze, a z drugiej strony, by pracownicy i społeczności żyjące obecnie z energii węglowej mogli czerpać korzyści z energetyki odnawialnej, mówi Paul Bodnar, dyrektor Rocky Mountain Institute.
      Autorzy raportu przeanalizowali sytuację ekonomiczną 2472 elektrowni węglowych na całym świecie. Wzięli też pod uwagę koszty wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych oraz jej przechowywania. Na podstawie tych danych byli w stanie ocenić opłacalność energetyki węglowej w 37 krajach na świecie, w których zainstalowane jest 95% całej światowej produkcji energii z węgla. Oszacowali też koszty zastąpienia zarówno nieopłacalnej obecnie, jak o opłacalnej, energetyki węglowej przez źródła odnawialne.
      Z raportu dowiadujmy się, że gdyby na skalę światową zastąpić nieopłacalne źródła energii z węgla źródłami odnawialnymi, to w bieżącym roku klienci na całym świecie zaoszczędziliby 39 miliardów USD, w 2022 roczne oszczędności sięgnęłyby 86 miliardów, a w roku 2025 wzrosłyby do 141 miliardów. Gdyby jednak do szacunków włączyć również opłacalne obecnie elektrownie węglowe, innymi słowy, gdybyśmy chcieli już teraz całkowicie zrezygnować z węgla, to tegoroczny koszt netto takiej operacji wyniósłby 116 miliardów USD. Tyle musiałby obecnie świat zapłacić, by już teraz zrezygnować z generowania energii elektrycznej z węgla. Jednak koszt ten błyskawicznie by się obniżał. W roku 2022 zmiana taka nic by nie kosztowała (to znaczy koszty i oszczędności by się zrównoważyły), a w roku 2025 odnieślibyśmy korzyści finansowe przekraczające 100 miliardów dolarów w skali globu.
      W Unii Europejskiej już w tej chwili nieopłacalnych jest 81% elektrowni węglowych. Innymi słowy, elektrownie te przeżywałyby kłopoty finansowe, gdyby nie otrzymywały dotacji z budżetu. Do roku 2025 wszystkie europejskie elektrownie węglowe będą przynosiły straty. W Chinach nieopłacalnych jest 43% elektrowni węglowych, a w ciągu najbliższych 5 lat nieopłacalnych będzie 94% elektrowni węglowych. W Indiach zaś trzeba dopłacać obecnie do 17% elektrowni, a w roku 2025 nieopłacalnych będzie 85% elektrowni.
      Co ważne, w swoich wyliczeniach dotyczących opłacalności elektrowni węglowych analitycy nie brali pod uwagę zdrowotnych i środowiskowych kosztów spalania węgla.
      Energia węglowa szybko staje się nieopłacalna i to nie uwzględniając kosztów związanych z prawem do emisji i regulacjami odnośnie zanieczyszczeń powietrza. Zamknięcie elektrowni węglowych i zastąpienie ich tańszymi alternatywami nie tylko pozwoli zaoszczędzić pieniądze konsumentów i podatników, ale może też odegrać znaczną rolę w wychodzeniu gospodarki z kryzysu po pandemii, mówi Matt Gray stojący na czele Carbon Tracker Initiative.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie w Glasgow po raz pierwszy eksperymentalnie potwierdzono teorię dotyczącą pozyskiwania energii z czarnych dziur. W 1969 roku wybitny fizyk Roger Penrose stwierdził, że można wygenerować energię opuszczając obiekt do ergosfery czarnej dziury. Ergosfera to zewnętrzna część horyzontu zdarzeń. Znajdujący się tam obiekt musiałby poruszać się szybciej od prędkości światła, by utrzymać się w miejscu.
      Penrose przewidywał, że w tym niezwykłym miejscu w przestrzeni obiekt nabyłby ujemną energię. Zrzucając tam obiekt i dzieląc go na dwie części tak, że jedna z nich wpadnie do czarnej dziury, a druga zostanie odzyskana, spowodujemy odrzut, który będzie mierzony wielkością utraconej energii negatywnej, a to oznacza, że odzyskana część przedmiotu zyska energię pobraną z obrotu czarnej dziury. Jak przewidywał Penrose, trudności inżynieryjne związane z przeprowadzeniem tego procesu są tak wielkie, że mogłaby tego dokonać jedynie bardzo zaawansowana obca cywilizacja.
      Dwa lata później znany radziecki fizyk Jakow Zeldowicz uznał, że teorię tę można przetestować w prostszy, dostępny na Ziemi sposób. Stwierdził, że „skręcone” fale światła uderzające o powierzchnię obracającego się z odpowiednią prędkością cylindra zostaną odbite i przejmą od cylindra dodatkową energię. Jednak przeprowadzenie takiego eksperymentu było, i ciągle jest, niemożliwe ze względów inżynieryjnych. Zeldowicz obliczał bowiem, że cylinder musiałby poruszać się z prędkością co najmniej miliarda obrotów na sekundę.
      Teraz naukowcy z Wydziału Fizyki i Astronomii University of Glasgow opracowali sposób na sprawdzenie teorii Penrose'a. Wykorzystali przy tym zmodyfikowany pomysł Zeldowicza i zamiast "skręconych" fal światła użyli dźwięku, źródła o znacznie niższej częstotliwości, i łatwiejszego do użycia w laboratorium.
      Na łamach Nature Physics Brytyjczycy opisali, jak wykorzystali zestaw głośników do uzyskania fal dźwiękowych, skręconych na podobieństwo fal świetlnych w pomyśle Zeldowicza. Dźwięk został skierowany w stronę obracającego się piankowego dysku, który go absorbował. Za dyskiem umieszczono zestaw mikrofonów, które rejestrowały dźwięk przechodzący przez dysk, którego prędkość obrotowa była stopniowo zwiększana.
      Naukowcy stwierdzili, że jeśli teoria Penrose'a jest prawdziwa, to powinni odnotować znaczącą zmianę w częstotliwości i amplitudzie dźwięku przechodzącego przez dysk. Zmiana taka powinna zajść w wyniku efektu Dopplera.
      Z liniową wersją efektu Dopplera wszyscy się zetknęli słysząc syrenę karetki pogotowia, której ton wydaje się rosnąć w miarę zbliżania się pojazdu i obniżać, gdy się on oddala. Jest to spowodowane faktem, że gdy pojazd się zbliża, fale dźwiękowe docierają do nas coraz częściej, a gdy się oddala, słyszymy je coraz rzadziej. Obrotowy efekt Dopplera działa podobnie, jednak jest on ograniczony do okrągłej przestrzeni. Skręcone fale dźwiękowe zmieniają ton gdy są mierzone z punktu widzenia obracającej się powierzchni. Gdy powierzchnia ta obraca się odpowiednio szybko z częstotliwością dźwięku dzieje się coś dziwnego – przechodzi z częstotliwości dodatniej do ujemnej, a czyniąc to pobiera nieco energii z obrotu powierzchni, wyjaśnia doktorantka Marion Cromb, główna autorka artykułu.
      W miarę jak rosła prędkość obrotowa obracającego się dysku, ton dźwięku stawał się coraz niższy, aż w końcu nie było go słychać. Później znowu zaczął rosnąć, aż do momentu, gdy miał tę samą wysokość co wcześniej, ale był głośniejszy. Jego amplituda była o nawet 30% większa niż amplituda dźwięku wydobywającego się z głośników.
      To co usłyszeliśmy podczas naszych eksperymentów było niesamowite. Najpierw, w wyniku działania efektu Dopplera częstotliwość fal dźwiękowych zmniejszała się w miarę zwiększania prędkości obrotowej dysku i spadła do zera. Później znowu pojawił się dźwięk. Stało się tak, gdyż doszło do zmiany częstotliwości fal z dodatniej na ujemną. Te fale o ujemnej częstotliwości były w stanie pozyskać część energii z obracającego się dysku i stały się głośniejsze. Zaszło zjawisko, które Zeldowicz przewidział w 1971 roku, dodaje Cromb.
      Współautor badań, profesor Daniele Faccio, stwierdza: jesteśmy niesamowicie podekscytowani faktem, że mogliśmy eksperymentalnie potwierdzić jedną z najdziwniejszych hipotez fizycznych pół wieku po jej ogłoszeniu. I że mogliśmy potwierdzić teorię dotyczącą kosmosu w naszym laboratorium w zachodniej Szkocji. Sądzimy, że otwiera to drogę do kolejnych badań. W przyszłości chcielibyśmy badać ten efekt za pomocą różnych źródeł fal elektromagnetycznych.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Często i mało, czy rzadko, ale do syta? Gdyby chodziło o dietę, większość specjalistów postawiłaby na odpowiedź 1, ale w przypadku magazynowania energii jest odwrotnie. Okazuje się, że więcej można jej zmieścić ładując rzadko, ale do pełna.Taki przynajmniej wniosek płynie z badań przeprowadzonych przez zespół naukowców IChF PAN.
      Doświadczenia dotyczyły co prawda wyidealizowanych, dwuwymiarowych układów sieciowych, ale w końcu zasada to zasada. Dr Anna Maciołek, jedna z autorów pracy opublikowanej w Physical Review opisuje ją tak: Chcieliśmy zbadać, jak zmienia się sposób magazynowania energii w układzie,  gdy  pompujemy  do  niego  energię  w  postaci  ciepła,  innymi  słowy – lokalnie  go podgrzewamy.
      Wiadomo,  że ciepło  w  układach  się  rozprzestrzenia, dyfunduje.  Ale czy na gromadzenie energii ma wpływ sposób jej dostarczania; fachowo mówiąc „geometria podawania”? Czy ma znaczenie, że podajemy dużo energii w krótkim czasie i potem długo nic, i znowu dużo energii, czy też gdy podajemy malutkie porcje  tej energii, ale za to jedna po drugiej, niemal bez przerw?
      Cykliczne podawanie energii jest bardzo powszechne w naturze. Sami dostarczamy jej sobie w ten sposób, jedząc. Tę samą liczbę kalorii można dostarczyć w jednej lub dwóch dużych porcjach zjadanych w ciągu doby, albo rozbić ją na 5-7 mniejszych posiłków, między którymi są krótsze przerwy. Naukowcy wciąż się spierają, który  sposób jest dla organizmu lepszy. Jeśli jednak  chodzi o dwuwymiarowe układy sieciowe, to już wiadomo, że pod względem efektywności magazynowania wygrywa metoda „rzadko a dużo”.
      Zauważyliśmy, że w zależności od tego, w jakich porcjach i jak często podajemy energię, ilość, jaką układ potrafi zmagazynować, zmienia się. Największa jest wtedy, gdy porcje energii są duże, ale odstępy czasowe między ich podaniem też są długie, wyjaśnia Yirui Zhang, doktorantka w IChF PAN. Co ciekawe, okazuje się, że gdy taki układ magazynujący podzielimy wewnętrznie na swego rodzaju przedziały, czy też komory, to ilość energii możliwej do zmagazynowania w takim podzielonym ‘akumulatorze’ – o ile bylibyśmy go w stanie skonstruować – wzrośnie. Innymi słowy, trzy małe baterie zmagazynują więcej energii niż jedna duża, precyzuje badaczka. Wszystko to przy założeniu, że całkowita ilość wkładanej do układu energii jest taka sama, zmienia się tylko sposób jej dostarczania.
      Choć badania prowadzone przez zespół IChF PAN należą do podstawowych i ukazują po prostu fundamentalną  zasadę  rządzącą magazynowaniem energii w magnetykach, ich potencjalne zastosowania  są  nie do  przecenienia.  Wyobraźmy  sobie  np.  możliwość  ładowania  baterii elektrycznego samochodu nie w kilka godzin, lecz w kilkanaście minut albo znaczące zwiększenie pojemności  takich  akumulatorów  bez  zmiany  ich  objętości,  czyli  wydłużenie  zasięgu  auta  na jednym ładowaniu.  Nowe  odkrycie  może  też  w  przyszłości  zmienić  sposoby  ładowania  baterii różnego typu poprzez ustalenie optymalnej periodyczności dostarczania do nich energii

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Jednym ze sposobów na pozyskiwanie odnawialnej energii jest wykorzystanie różnicy chemicznych pomiędzy słodką i słoną wodą. Jeśli naukowcom uda się opracować metodę skalowania stworzonej przez siebie technologii, będą mogli dostarczyć olbrzymią ilość energii milionom ludzi mieszkających w okolica ujścia rzek do mórz i oceanów.
      Każdego roku rzeki na całym świecie zrzucają do oceanów około 37 000 km3 wody. Teoretycznie można tutaj pozyskać 2,6 terawata, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi produkcja 2000 elektrowni atomowych.
      Istnieje kilka metod generowania energii z różnicy pomiędzy słodką a słoną wodą. Wszystkie one korzystają z faktu, że sole złożone są z jonów. W ciałach stałych ładunki dodatnie i ujemne przyciągają się i łączą. Na przykład sól stołowa złożona jest z dodatnio naładowanych jonów sodu połączonych z ujemnie naładowanymi jonami chloru. W wodzie jony takie mogą się od siebie odłączać i poruszać niezależnie.
      Jeśli po dwóch stronach półprzepuszczalnej membrany umieścimy wodę z dodatnio i ujemnie naładowanymi jonami, elektrony będą przemieszczały się od części ujemnie naładowanej do części ze znakiem dodatnim. Uzyskamy w ten sposób prąd.
      W 2013 roku francuscy naukowcy wykorzystali ceramiczną błonę z azotku krzemu, w którym nawiercili otwór, a w jego wnętrzu umieścili nanorurkę borowo-azotkową (BNNT). Nanorurki te mają silny ujemny ładunek, dlatego też Francuzi sądzili, że ujemnie naładowane jony nie przenikną przez otwór. Mieli rację. Gdy po obu stronach błony umieszczono słoną i słodką wodę, przez otwór przemieszczały się niemal wyłącznie jony dodatnie.
      Nierównowaga ładunków po obu stronach membrany była tak duża, że naukowcy obliczyli, iż jeden metr kwadratowy membrany, zawierający miliony otworów na cm2 wygeneruje 30 MWh/rok. To wystarczy, by zasilić nawet 12 polskich gospodarstw domowych.
      Problem jednak w tym, że wówczas stworzenie nawet niewielkiej membrany tego typu było niemożliwe. Nikt bowiem nie wiedział, w jaki sposób ułożyć długie nanorurki borowo-azotkowe prostopadle do membrany.
      Przed kilkoma dniami, podczas spotkania Materials Research Society wystąpił Semih Cetindag, doktorant w laboratorium Jerry'ego Wei-Jena na Rutgers University i poinformował, że jego zespołowi udało się opracować odpowiednią technologię. Nanorurki można kupić na rynku. Następnie naukowcy dodają je do polimerowego prekursora, który jest nanoszony na membranę o grubości 6,5 mikrometrów. Naukowcy chcieli wykorzystać pole magnetyczne do odpowiedniego ustawienia nanorurek, jednak BNNT nie mają właściwości magnetycznych.
      Cetindag i jego zespół pokryli więc ujemnie naładowane nanorurki powłoką o ładunku dodatnim. Wykorzystane w tym celu molekuły są zbyt duże, by zmieścić się wewnątrz nanorurek, zatem BNNT pozostają otwarte. Następnie do całości dodano ujemnie naładowane cząstki tlenku żelaza, które przyczepiły się do pokrycia nanorurek. Gdy w obecności tak przygotowanych BNNT włączono pole magnetyczne, można było manewrować nanorurkami znajdującymi się w polimerowym prekursorze nałożonym na membranę.  Później za pomocą światła UV polimer został utwardzony. Na koniec za pomocą strumienia plazmy zdjęto z obu stron membrany cienką warstwę, by upewnić się, że nanorurki są z obu końców otwarte. W ten sposób uzyskano membranę z 10 milionami BNNT na każdy centymetr kwadratowy.
      Gdy taką membranę umieszczono następnie pomiędzy słoną a słodką wodą, uzyskano 8000 razy więcej mocy na daną powierzchnię niż podczas eksperymentów prowadzonych przez Francuzów. Shan mówi, że tak wielki przyrost mocy może wynikać z faktu, że jego zespół wykorzystał węższe nanorurki, zatem mogły one lepiej segregować ujemnie naładowane jony.
      Co więcej, uczeni sądzą, że membrana może działać jeszcze lepiej. Nie wykorzystaliśmy jej pełnego potencjału. W rzeczywistości tylko 2% BNNT jest otwartych z obu stron, mówi Cetindag. Naukowcy pracują teraz nad zwiększeniem odsetka nanorurek otwartych z obu stron membrany.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...