In dit artikel wil ik het hebben over manieren om energie uit de atmosfeer van de aarde te halen. Zoals u weet, is het potentieel tussen de aarde en de ionosfeer enorm en bereikt het 400 kV, en zijn potentiële energie is gelijk aan miljoenen gigawatt. Door natuurlijke processen die plaatsvinden op het aardoppervlak wordt de eerste condensatorplaat verkregen.
De belangrijkste component die het potentieel aan het aardoppervlak vormt, is water. Door de overgangsprocessen naar verschillende aggregatietoestanden (verdamping, condensatie, enz.), Wordt een krachtige deken van negatief geladen deeltjes gevormd, die zich over het hele oppervlak van de planeet bevinden. De bovenste plaat van de condensor is de ionosfeer. Positieve deeltjes worden voornamelijk gevormd door impactionisatie van kosmische straling. Simpel gezegd - deeltjes die bijvoorbeeld van de zon vliegen en neutrale deeltjes van de atmosfeer raken - dragen hun energie aan hen over. Dus als gevolg van natuurlijke processen op onze planeet die al miljarden jaren plaatsvinden, worden twee tegengestelde ladingen gevormd, die continu verzadigd raken als gevolg van schokbombardementen vanuit de ruimte en als gevolg van natuurlijke processen aan het aardoppervlak. De ontlading van de condensatorplaten treedt ook op, tijdens het doorbreken van het diëlektricum, dit is bliksem. In feite is bliksem niets meer dan een kortstondige sluiting van twee tegengestelde potentialen door het vrijkomen van energie in de vorm van licht en warmte. Er is zoveel energie dat blikseminslagen, die continu en continu plaatsvinden gedurende miljoenen jaren op het hele aardoppervlak, de verwarming van de atmosfeer van de planeet beïnvloeden, samen met zonnestraling en het broeikaseffect van gassen.
Figuur: 1 Cyclus van elektrische ladingen in de atmosfeer.
Op het eerste gezicht lijkt het eenvoudig genoeg om elektriciteit uit de atmosfeer te halen. We hebben twee potentialen waarmee we verbinding kunnen maken, energie omzetten in elektriciteit met de vereiste eigenschappen, en we hebben een bron van miljarden gigawatt in onze handen. Alle energie die jaarlijks in de Verenigde Staten wordt opgewekt, is bijvoorbeeld ongeveer 1,5% van de energie in de atmosfeer van de planeet. Het verkrijgen van energie gaat echter gepaard met bepaalde moeilijkheden. In het bijzonder moet de elektrode voor het verzamelen van positieve deeltjes uit de ionosfeer een groot oppervlak hebben en tot een voldoende grote hoogte worden verhoogd. Bovendien is het moeilijk om de ontvangen energie om te zetten in spanning met de kenmerken die de consument nodig heeft.
Figuur: 2. Stralingsbalans en thermische energiedichtheid.
De pionier op het gebied van het opwekken van elektriciteit uit de atmosfeer was ongetwijfeld Nikola Tesla. Hij gebruikte een specifieke frequentie van zijn stroomontvanger, die gelijk was aan de frequentie van de aarde. De zogenaamde Schumann-frequentie, die ongeveer 8Hz is. Opgemerkt moet worden dat de ontvanger een afstelbaar oscillerend circuit moet hebben, aangezien de frequentie varieert met het weer, de tijd en het seizoen. Dus tegen 19 uur GMT - schommelingen bereiken een hoogtepunt. In de winter is het potentieel door drogere lucht en harde wind groter dan in de zomer. Gemiddeld is het verschil echter niet meer dan 30% van het gemiddelde. De huidige frequentie van aardtrillingen is te vinden op de website van Space Observing Systems (https://sosrff.tsu.ru). Tesla gebruikte ook een geïoniseerd kanaal om de geleidbaarheid van de atmosfeer over de energieontvanger te verbeteren. Als je bijvoorbeeld negatief geladen deeltjes in de atmosfeer gooit met de Tesla Coil. Dan is het mogelijk om een lokale reductie van de diëlektrische laag en de vorming van een geleidend kanaal te bereiken. Dit zal helpen om het potentieel te ontladen. In algemene termen is de beroemde Tesla-toren in feite een buffer of, als je wilt, een container, waar de masteroscillator de lading van de grond en terug verplaatst. Tesla's toren is een antenne waarin atmosferische elektriciteit wordt opgewekt na passende manipulaties (het creëren van oscillaties die resoneren met de Schumann-frequentie door de hoofdoscillator, het voorzien van aarding, enz.).een buffer of, als je wilt, een capaciteit, waar de masteroscillator de lading van de grond en terug verplaatst. Tesla's toren is een antenne waarin atmosferische elektriciteit wordt opgewekt na passende manipulaties (het creëren van oscillaties die resoneren met de Schumann-frequentie door de hoofdoscillator, het voorzien van aarding, enz.).een buffer of, als je wilt, een capaciteit, waar de masteroscillator de lading van de grond en terug verplaatst. Tesla's toren is een antenne waarin atmosferische elektriciteit wordt opgewekt na passende manipulaties (het creëren van oscillaties die resoneren met de Schumann-frequentie door de hoofdoscillator, het voorzien van aarding, enz.).
Figuur: 3 illustratie bij het patent van Plausson uit 1922.
Een energieverbruiker gebaseerd op Tesla's patenten werd ook beschreven in het werk van Hermann Plausson, die in de jaren 20 van de vorige eeuw tests uitvoerde met ballonnen-antennes, en op 9 juni 1925 patenteerde hij zijn systeem voor het verzamelen van atmosferische elektriciteit. Octrooi nummer 1.540.998. Zelfgemaakte ballonnen kunnen worden gevuld met waterstof met behulp van een primitieve reactie van kopersulfaat en aluminium, wanneer deze twee componenten met elkaar in contact komen, wordt waterstof verkregen door het vrijkomen van warmte. Opgemerkt moet worden. Dat een dergelijke methode alleen toepasbaar is voor experimenten, aangezien waterstof zeer brandbaar is. Het gebruik ervan in antenne-antennes is onveilig. Het is echter duidelijk dat de ontvangerantenne zo hoog mogelijk moet worden geheven. Hoogwaardige aarding speelt ook een grote rol. Tesla sprak in zijn dagboeken over de noodzaak van zorgvuldige aarding van apparatuur. In het bijzonder sprak hij over hoe het te doen. U moet een groot stuk metaal nemen waarop u de draad aansluit. Het metaal moet zo diep mogelijk worden begraven. Eerder bedekt met zout om het contact met de grond te verbeteren. Een blad in slaap vallen - je moet de grond constant verdichten. Tesla vroeg de assistent ook om de grond boven het blad periodiek water te geven om het contact met de grond te verbeteren. Een goede aarding is net zo belangrijk als de antenne. Ook moet gezegd worden dat het verkeerd is om in appartementsgebouwen te aarden op cv-leidingen, aangezien dit een slechte aarding is. Ook al gaat de pijp ondergronds. Het gaat ook door het hele gebouw. Als we ons het hele verwarmingssysteem voorstellen zonder het gebouw zelf, krijgen we een antenne-array. Wat een nadelig effect zal hebben op de energieopname. Verder. In sommige gevallen zijn de leidingen elektrisch verbonden met de constructieve versterking van het gebouw. Misschien kan mijn mening hier worden aangevochten, maar ik denk dat aarding het beste is. Als de structuur ervan niet verder gaat dan het aardoppervlak.
Promotie video:
Fig 4. Werk om atmosferische elektriciteit te verkrijgen.
De ontvangen energie kan op verschillende manieren worden gebruikt. De meeste komen neer op accumulatie in een tussenliggende condensator en worden via een afleider in een transformator of direct losgelaten. Voor de consument. Helaas is de efficiëntie van dergelijke apparaten vrij laag. Dit komt door de kleine afmeting van de ontvangende antenne en door een gebrekkig ontwerp. We zullen meer praten over manieren om energie uit de aarde te halen.
En nu is het de moeite waard om de conversiemethode te vermelden die wordt gebruikt in de Efimenko elektrostatische motor. Structureel gezien is de motor een verticale as waarop een elektretschijf is gemonteerd. Een primitieve electret kan worden gevuld met een mengsel van paraffine en houthars in een ronde houder en er kan een hoog voltage op worden toegepast. Het resulterende electret zal lang zijn spanning behouden. Op internet leest u meer over electrets. Op de as is een electretschijf gemonteerd. Aan beide oppervlakken van de schijf zijn twee metalen platen bevestigd. Er wordt spanning op de platen aangelegd via de borstels van respectievelijk de antenne naar de ene plaat en van de grond naar de andere. Let op de polariteit van het schijfelektret en verdeel de polariteit correct. Meer details hierover staan in het hoofdstuk "Electret Motors" van het boek van O. Efimenko "Elektrostatische motoren". Bij gebruik van extra energieopslagapparaten zoals een vliegwiel, batterij of supercondensator, is het mogelijk om een omzetter van atmosferische elektriciteit te assembleren tot een mechanische beweging van de rotor.
Fig 6. Motor Efimenko O. En het principe van zijn verbinding.
Als u de omvormer niet gebruikt voor mechanisch werk, maar deze direct omzet in spanning met de vereiste eigenschappen, dan dient u zich te laten leiden door patent nr. RU 2 245 606 van PA Kucher. en Kolomiets V. I. Het octrooi beschrijft in voldoende detail de constructie van een elektrode voor het ontvangen van atmosferische elektriciteit. Ook mogen we de patenten van Tesla en Plausson niet vergeten.
Fig 7. Schematisch diagram van een gebruiker van atmosferische elektriciteit.
Samenvattend zou ik willen zeggen dat in dit stadium van de ontwikkeling van wetenschap en technologie het opwekken van elektriciteit, zelfs op kleine schaal, meer is dan een realiteit. Lokale energie-ontvangers. Buiten de stad geïnstalleerd kan een echt alternatief worden voor stand-alone generatoren. En de uitgevoerde experimenten hebben hun hoge efficiëntie aangetoond in termen van verlichting en voeding van mobiele apparaten. Door gebruik te maken van moderne elementbasis, bijvoorbeeld leds voor verlichting, het gebruik van Joulie Thief converters voor energieomzetting en moderne antennes - kun je een hoog rendement behalen voor dit soort energiebronnen.
Sergey O.