Башня теслы принцип работы
Тот факт, что Никола Тесла являлся настоящим гением, никогда не подвергали сомнению даже все его недоброжелатели. Однако и по прошествии 70 лет со дня смерти ученый остается загадочной фигурой.
Российские физики Сергей и Леонид Плехановы потратили последние 5 лет, изучая сохранившиеся заметки ученого и занимаясь моделированием патентов Николы Теслы, которые были получены им для башни передачи энергии Уорденклиф. Теперь они считают, что данный проект является вполне жизнеспособным, если при его реализации будут применены современные технологии и материалы, которых просто не было у Теслы в начале века.
В основе проекта Теслы находилось то обстоятельство, что у нас уже имеется ничем не ограниченный источник энергии. Речь идет о солнце. В настоящее время 100 тысяч квадратных километров солнечных батарей, расположенных в пустынях, могли бы покрыть все глобальные потребности человечества. Проблема в этом случае заключается в том, как распределить и доставить эту энергию конечным потребителям. В настоящее время очень часто электрическая энергия доходит до потребителей уже с большими потерями.
Предлагаемая сеть из башен Тесла проектировалась для того, чтобы сделать возможным применение собственной проводимости нашей планеты, а также передачу энергии через ионосферу и землю с очень небольшими потерями. В то время, как вес башни Теслы, построенной на Лонг-Айленде в начале XX века, достигал 60 тонн, прототип, который собираются строить Плехановы, будет весить всего 2 тонны. Достичь этого позволяет использование последних новинок в области создания конструкционных материалов. При этом длина предложенной россиянами катушки Теслы составит порядка 20 метров.
В настоящее время команда надеется привлечь для реализации данного проекта около 800 тысяч долларов, собирая деньги через краудсорсинговую кампанию на IndieGoGo. Кампания по сбору средств должна закончиться 25 июля 2014 года. Ранее в 2013 году им уже успешно удалось привлечь в свой проект 40 тысяч долларов на проектные работы и исследования по источнику питания для башни. Стоит отметить, что сейчас сбор средств идет недостаточно активно, за 15 дней до окончания сбора средств им удалось собрать на его реализацию чуть более 32 тысяч долларов, что составляет всего 4% от необходимой суммы.
Никола Тесла и его башня
Никола Тесла — один из самых известных ученых и изобретателей в мире. Серб по национальности, он родился в Австро-венгерской империи 10 июля 1856 года. В 1891 году он принимает американское гражданство. В США он и умер — в январе 1943 года, в возрасте 86 лет. Тесла получил очень большую известность благодаря тому вкладу, который он внес в разработку устройств, которые работали на переменном токе, электродвигателя и многофазных систем. Все это позволило осуществить так называемый второй этап промышленной революции.
Современная интерпретация башни Теслы
В 1900 году Никола Тесла представил одному из самых богатых людей своего времени — банкиру Джону Пирпонту Моргану — свой очередной проект. Речь идет о Всемирном центре беспроводной передачи. Сербский изобретатель собирался сконструировать такое устройство, которое позволило бы ему обеспечить беспроводную связь по всему земному шару с возможностью голосового общения между собеседниками, передачи биржевых котировок, музыки и даже изображений. То, что теперь доступно любому из нас, он предложил осуществить в самом начале XX века. Бизнесмен заинтересовался предложением и выделил изобретателю примерно 150 тысяч долларов.
На выделенные средства Никола Тесла занялся строительством на острове Лонг-Айленд башни, высота которой составляла 57 метров. При этом создавалась также стальная шахта, которая уходила вниз под землю на глубину 36 метров. В самом верху башни устанавливался огромный металлический шар, который весил 55 тонн. По словам Теслы, башня проекта Уорденклиф должна была стать передатчиком электрического тока на очень большие расстояния (до тысячи километров). Энергия передавалась бы без помощи проводов. В оставленных Теслой дневниках сохранилось описание принципов работы его башни. Принцип работы установки основывался на отражении предаваемой энергии от ионосферы нашей планеты. Башня получила такое название в честь Джеймса Уордена, банкира и юриста, который купил землю для постройки башни на острове Лонг-Айланд.
В полночь 15 июня 1903 году был произведен пробный запуск башни. Эффект от ее пуска был просто ошеломляющим. Как уже потом писали американские журналисты, Никола Тесла осветил небо над океаном на сотни миль. Естественно, журналисты приукрасили увиденное, но зрелище явно было впечатляющим. При этом дальнейшая реализация данного проекта требовала использования еще более дорогостоящего оборудования. По какой-то неизвестной причине Джон Морган остановил финансирование этого амбициозного для своего времени проекта.
Я с большим удовольствием прочитал топик-исследование башни Тесла.
Безусловно, авторы ставят очень заманчивую цель: передача энергии без проводов, в планетарных масштабах, просто мечта энергетики.
Анализ, проведенный в топике, глубок, формулы — классика радиотехники, все расчеты верны.
Но после прочтения остался вопрос: если все сделать согласно авторам, то что мы получим? Какие характеристики передачи энергии будут у такой системы?
Вот цитата из источника:
Откуда мы возьмем “заземление”, к которому подключается генератор для накачки такого резонатора на ранее приведенном рисунке?
… для генератора башня это и есть “заземление” через сопротивление, равное активному сопротивлению башни
Далее везде расчеты проведены с упрощением (сумма вместо корня из суммы квадратов, амплитудное значение вместо действующего, округление величин).
Рассматриваться такие расчеты должны как оценочные.
Земля как проводник
Давайте вначале рассмотрим передачу чего угодно электрического — энергии, сигналов — по одному проводу с использованием земли в качестве второго проводника:
Будет ли такое работать? Будет, и работает — авторы публикации отметили в качестве подтверждения этого трамваи.
Земля замечательно выполняет роль второго проводника, и сопротивление земли, как справедливо отметили авторы, действительно не зависит от расстояния между электродами, которые воткнуты помещены в землю.
(На эту тему есть даже задача на втором курсе физфака).
Побочное действие этого способа передачи энергии хорошо знакомо многим — если взять в руки фазу сети 220 Вольт, и при этом изоляция подошв оставляет желать лучшего — (мокрый пол etc.), то может хорошо ударить током, цепь второго провода замыкается через землю.
Будет ли работать вот такая конструкция:
Конечно будет — почему нет, Земля2 так же точно выполняет роль второго проводника. Следует отметить, что все сказанное авторами про картину распределения потенциалов земли при протекании переменного тока через землю как проводник, скорее всего, имеет место быть — распределение, стоячие волны и пр.
Чуть короче: играет роль, в какие точки поверхности планет подключать провода приемника.
Подтверждение такого распределения в планетарном масштабе было бы фееричным и очень красивым экспериментом.
В качестве иллюстрации способа передачи энергии с помощью башни Тесла можно привести вот такой опыт: если собрать генератор переменного напряжения достаточной величины, и поднести к генератору любой металлический предмет, между выводом генератора и этим предметом загорается дуга:
Авторы описали механизм передачи энергии подобным образом: потенциал изолированного металлического предмета относительно бесконечности (прости меня физфак. ) равен нулю. Генератор постоянно перезаряжает эту железяку, меняя ее потенциал, и между выводом генератора и предметом протекает ток.
Высокая частота в подобных конструкциях требуется для поддержания силы тока, достаточной для горения дуги (ток через емкость металлического предмета пропорционален частоте — см. ниже).
То есть все-таки работать будет?
Передатчик
Оценим, до какого напряжения будет заряжаться проводник.
Емкость одиночного сферического проводника в вакууме:
Для шара радиусом 1 метр емкость составит примерно 110 пикоФарад.
Авторы упомянули ток в 1 килоАмпер и частоту 20 килоГерц
Максимальный потенциал сферы радиусом 1 метр составит
При указанных выше данных получим, что максимальный потенциал верхней части башни Тесла будет равен примерно 225 миллионов Вольт.
Не будем такое рассматривать как технически достижимую величину в электроэнергетике. В России есть ЛЭП с напряжением 1000 килоВольт (1150 если точно), то есть один миллион Вольт (в Украине таких нет). Пусть это и будет максимальное напряжение на верхней части башни (там, где сферический конь проводник). Предположим, что нет никакой технической сложности обеспечить изоляцию на таком напряжении.
Тогда сила тока в цепи генератора составит примерно 4 Ампера.
При напряжении в миллион вольт это соответствует передаваемой мощности 4 Мегаватта. Круто! Нет, не круто. Упомянутая выше ЛЭП с напряжением 1150 килоВольт имеет пропускную способность 5500 Мегаватт — в 1000 раз больше при том же напряжении.
Так поднять напряжение! Боюсь, некуда — 1000 кВ в электроэнергетике считается сверхвысоким напряжением, вызывающим массу сложностей. Та самая ЛЭП с напряжением 1000 кВ в данный момент эксплуатируется на напряжении 500 кВ.
Но это не все проблемы.
Приемник
R = 1/(2*пи*частоту*емкость) = 71 кОм
15 Ом в цепи 220 Вольт — это много, при включении нагрузки мощностью 1 килоВатт (ток 5 Ампер, это один небольшой утюг, или компьютер + ТВ + освещение) падение напряжения будет 75 Вольт, то есть фактически напряжение в сети упадет ниже уровня, когда его можно использовать для электропитания.
Таким образом, от такого приемника энергии можно с трудом запитать одну квартиру, и то без мощных потребителей энергии.
Как же так, куда девается энергия, авторы писали об очень высоком КПД?
Никуда не девается. Эти сопротивления — реактивные, но падение напряжения на них наблюдаться будет во всей красе.
А как же резонансы?
Посчитаем параметры образовавшегся контура.
Емкость = 110 пикоФарад (см. выше), частота = 20 кГц (у авторов).
Волновое сопротивление контура будет равно 750 кОм.
При подключении к такому контуру нагрузки, вносящей в контур сопротивление 71 кОм (т.е. если подключить к приемнику энергии одну квартиру — см. выше), добротность контура упадет до 10 (грубо), а при подключении 10 квартир добротность упадет до 1, резонансные явления исчезнут и система совсем перестанет работать.
Что значит совсем? При падении добротности будет пропорционально падать и выходное напряжение приемника. То есть без нагрузки — хорошо, с ростом нагрузки напряжение падает вплоть до нуля.
Настоящая Земля
В качестве оптимистичного финала давайте посчитаем все тоже, но для настоящего заземления, то есть башня Тесла — это отдельная планета размером с Землю.
Емкость = 700 микроФарад.
Максимальное напряжение при токе 1 кА и частоте 20 кГц = 78 Вольт, то есть можно многократно и безопасно повышать рабочее напряжение, повышая тем самым передаваемую мощность.
Внутреннее сопротивление системы в цепи высокого напряжения на той же частоте = 0,011 Ом
Приведенное сопротивление в цепи 220 Вольт = 2 микроОм, что на порядки меньше сопротивлений в любых линиях электропитания.
Вот оно — настоящее заземление!
Вывод
Перечисленные недостатки такой системы не могут быть устранены изменением конструкции, применением особых материалов и пр. — это недостатки самого способа передачи энергии (ну разве что сделать башню Тесла размерами, сравнимыми, как минимум, с астероидами).
Обратите внимание, что рассчитывалась фактически идеальная конструкция — без каких-либо потерь, без учета влияния распределений тока/напряжения в планетарном масштабе.
Фактически был проведен расчет идеального генератора и идеального приемника, соединенных одним концом и каждый со своим заземлением.
Проблема передачи энергии с использованием башен Тесла заключается в том, что сама башня — исключительно неэффективное заземление.
Есть мнение, что Дмитрий Иванович Менделеев увидел во сне периодическую таблицу не совсем в таком виде, какой она изображается сейчас. Это, собственно, мнение самого Менделеева, известное из первых вариантов таблицы, которые ученый представил на суд общественности. В исходном варианте она пестрела пробелами, так как многие химические элементы ещё не были открыты. Но и содержала две клетки, в последующих редакциях пропавшие. Менделеев не сомневался в существовании ньютония и корония.
Это были очень интересные элементы. Настолько, что посмотрев на таблицу образца 1871 года читателю, имеющему хотя бы самые общие представления о химии, полагается сильно удивиться. Как легко видеть, Менделеев разместил ньютоний и короний в нулевой (ныне отсутствующей) группе вместе с инертными газам. Там, где уже нет места. Ведь химические элементы в таблице рассортированы по номерам, и номер каждого соответствует количеству протонов в его ядре. У водорода же протон только один. А значит, до него в таблице быть не может ничего по определению. Однако, ньютоний и короний располагались именно перед водородом.
Таким образом, существование сверхлёгких элементов — корония, в 5 раз менее плотного, чем водород, и и ещё в миллиард раз более лёгкого ньютония — не казалось Менделееву странным. Тем более, раз имелись уже и экспериментальные данные. Короний был обнаружен именно в 1869 году при наблюдении солнечной короны в момент затмения.
Метод спектрального анализа, позволяющего, посмотрев на светящийся или отражающий объект и разложив спектр на линии с помощью призмы, узнать из чего этот объект состоит , во времена Менделеева уже был открыт. Но работал не вполне удовлетворительно. Каждое из веществ даёт несколько линий, в разной степени ярких в зависимости от условий. В XIX веке об этом известно не было. Короний, как и небулий (открытый в спектре туманностей и закрытый обратно позже) являлись лишь спектральными ипостасями водорода.
. Но причём здесь Никола Тесла? Связана, строившаяся с 1901 по 1917 годы башня Ворденклиф на Лонг-Айленде с первым вариантом таблицы лишь косвенно, зато, многообразно. Очевиднее всего, посредством альтернативных исследователей и конспирологов, нижним отделом позвоночника ощущающих, что у человечества украли эфир и дешёвую электроэнергию, которую можно передавать на огромные расстояния без проводов. В реальности же, хоть и менее броско, Тесла и Менделеев связаны способностью даже самых блестящих учёных заблуждаться, в случаях, когда накопленные знания ещё не достаточны.
Тесла первоначально намеревался использовать башню в качестве радиопередатчика, для налаживания связи между Европой и Америкой. Строил на деньги инвесторов, которые охладели к проекту, после того как Маркони реализовал концепцию беспроводного телеграфа проще и лучше. Однако, Никола Тесла в этот момент (как и во всем предыдущие и в последующие) испытывал серьёзные финансовые затруднения, и не мог уже отказаться от почти завершённого дорогостоящего проекта. Автором первой, связанной с башней, конспирологической теории, утверждавшей, что предназначена она для создания всемирной беспроводной системы — для передачи не сигналов, а просто электроэнергии, без проводов в масштабах земного шара, — стал сам исследователь.
Именно то, чем славен Тесла сейчас, — таинственные, причудливо выглядевшие, зачастую громадные, необъяснимо с точки зрения науки действующие установки, сулящие почти богоравные возможности тому кто даст изобретателю совсем немного денег на завершение проекта, — то есть (в реальности) массовые мистификации, — тихо, без публичного всплеска утянули на дно репутацию великого ученого.
Осталась только легенда.
. На самом же деле, изобретатель не обманывал, а лишь выдавал желаемое за действительное. О том, на какое расстояние энергию можно передавать через эфир — с помощью радиоволн — он не знал. Откуда он мог заранее знать то, что как раз и пытался выяснить — и выяснял всю жизнь — в процессе исследований?
Технологии не стоят на месте: сегодня выпускаются телефоны без кнопок на экране, а завтра мы сможем ими пользоваться с помощью силы мысли. Веет фантастикой, не находите? Возможно, через 10 лет это станет трендом, но сейчас трудно себе представить. Что бы вы чувствовали, если бы это произошло в данный момент, в условиях совершенно неподготовленного мира?
О чем пойдет речь?
В 1901 году началось строительство главного феномена того времени. Джеймс С. Воден, в чью честь была названа башня Ворденклиф, был известным западным банкиром. Он купил небольшой кусок земли на Лонг-Айленде, чтобы Никола Тесла мог провести там эксперимент столетия. Там, по его мнению, были наиболее благоприятные условия для создания того, что повернет ход истории и навсегда изменит привычное представление о том, что такое наука и на что она способна.
Что такое башня Ворденклиф?
Это первая беспроводная телекоммуникационная башня. Простыми словами, конструкция, которая позволяет звонить из одной точки Земного шара в другую, передавать энергию без помощи каких-либо проводов и цепей. Она представляла из себя не очень сложную систему: две катушки, располагающиеся параллельно и не связанные друг с другом. Но, конечно, все не так просто. Тесла настаивал на том, чтобы построить около 30 приемников и разместить их по всему миру. Таким образом, своего рода облако располагалось по всей площади планеты, и башней Ворденклиф мог пользоваться каждый.
Как она создавалась?
Строительство башни спонсировалось узкой группой американских финансистов и банкиров. К 1903 году Тесла хотел продемонстрировать, как можно передавать энергию быстро, беспроводным способом и, главное, бесплатно. Так как это угрожало рынку и торговле энергией, спонсоры решили отказаться от этой затеи, ведь их кошельки могли изрядно пострадать. К сожалению, вскоре финансирование как со стороны спонсоров, так и государства, было прекращено. Тесла решил закрыться в башне и пустить остатки сил на совершенствование изобретения всей своей жизни.
В чем состоит ее тайна?
Башня Ворденклиф и цель ее создания полны загадок. Сейчас мы можем об этом только догадываться. Однако многие факты указывают на то, что Тесла опередил свое время. Башня позволяла претворять в жизнь те вещи, которые даже современные ученые могут только представлять. Он мог вызывать землетрясения, останавливать время, воспламенять атмосферу и многое другое. Но, может, у его экспериментов были совершенно иные мотивы?
Многие скептики того времени воспринимали все это несерьезно: ведь он нарушал все законы физики. Тесла распрощался с принятым фактом, что ничего не может быть быстрее скорости света. То, что он создал, было в разы быстрее.
Тесла разработал теорию, которая так и осталась не расшифрованной. С помощью нее, он запустил в космос закодированные математические теоремы. К его удивлению, он получил ответ. Это было зашифрованное изображение человека. Никому не известно, что хотела нарисовать внеземная сила: может, она показала себя или намекнула на то, что находится среди нас.
Единомышленники Тесла — великие писатели и ученые — поддерживали его и не позволяли прессе уничтожить его имя. Но ему было не до этого. Последние годы своей жизни он провел в башне Ворденклиф, пытаясь радикально изменить человечество.
Башня Ворденклиф и по сей день остается загадкой или даже анекдотом. Однако порождает большое количество вопросов и сомнений. Стоит задуматься над тем, было ли это реально. Ведь рано или поздно мы встретимся с этим: прогресс нельзя отменить.
Привет, Хабр! Я хочу рассказать тебе историю о давних временах. Был 1891 год. Малоизвестный тогда сербско-американский ученый по имени Никола Тесла разработал устройство, генерирующее и передающее электричество без проводов. Катушка Тесла была прототипом технологии его же авторства, эта катушка считалась Священным Граалем передачи энергии.
Сегодня революция в науке возродила необыкновенную идею Теслы, которая когда-то считалась несбыточной мечтой и перспективы невероятно привлекательны.
Катушка Тесла
Катушка Теслы — это электрический резонансный трансформатор. Радиочастотный генератор для получения высокого напряжения, при низких токах приводящий в действие трансформатор. Катушка работает по принципу электромагнитной индукции: проводник помещается в изменяющееся магнитное поле и генерирует напряжение на проводнике. Тесла устраивает демонстрации, показывающие, как можно использовать катушку для беспроводного питания ламп накаливания, расположенных на расстоянии нескольких метров друг от друга.
Даже по современным стандартам Тесла намного опередил свое время. Но его амбиции выходили за пределы прототипа катушки Тесла. Он представлял мир, в котором все человечество могло бы иметь дешевое или даже бесплатное электричество. Он раздвинул границы, когда воплотил в жизнь нечто более функциональное.
Башня Уорденклиффа
Башня Wardenclyffe Tower была экспериментальной беспроводной передающей станцией, построенной для телекоммуникации по всему миру.
Однако главной одержимостью Теслы была беспроводная передача энергии. Он получил финансирование на строительство башни, скрыв ее как телекоммуникационную. Он уже доказал, что высокочастотные сигналы могут передаваться без проводов, с помощью катушечных трансформаторов Тесла.
Дальнейшие секретные эксперименты в его лаборатории убедили его в том, что он может передавать электроэнергию, задействуя верхние слои атмосферы Земли. Башня Wardenclyffe была прототипом того, что Тесла представлял как сеть башен, охватывающую весь земной шар и получающую удаленный беспроводной доступ к энергии от центральной станции.
К сожалению, необузданные амбиции Теслы не увидели свет. Путь был перекрыт после того, как Джей-Пи Морган прекратил финансирование проекта, и Тесла обанкротился. Незавершенная башня была снесена в 1917 году для выполнения некоторых финансовых обязательств Теслы. До сих пор концепция беспроводного электроснабжения была погребена под обломками бюрократических, политических и финансовых ограничений.
Беспроводное электричество в наше время
С крушения надежд прошло более 100 лет. Сейчас на рынок выходит несколько компаний с технологиями, которые могут по воздуху безопасно передавать энергию. Emrod, поддерживаемый правительством Новой Зеландии стартап, лидирует в гонке с ожиданиями потребителей, первым в мире развертывая беспроводную передачу энергии высокой мощности на большое расстояние на замену существующих технологии медных проводов.
Для беспроводной передачи энергии на большие расстояния эта технология использует электромагнитные волны. Энергия преобразуется передающей антенной в электромагнитное излучение, улавливается приемной антенной (ректенной), а затем распределяется локально традиционными способами. Система Emrod состоит из четырех компонентов: источника питания, передающей антенны, передающего реле и приемная ректенны.
Схематическая модель теле-энергетической системы Emrod
Во-первых, передающая антенна преобразует электричество в микроволновую энергию и фокусирует электричество в цилиндрический луч. Микроволновый луч посылается через ряд трансляторов до тех пор, пока не попадает в ректенну, которая преобразует луч обратно в электрическую энергию. Просто, правда?
То же самое происходит в любой радиосистеме, но в радио количество энергии, которое достигает приемника, может быть крошечным; уловить нескольких пиковатт — это все, что нужно, чтобы доставить понятный сигнал.
Напротив, именно количество чистой, отправляемой без проводов энергии, наиболее важно. Полученная доля переданной энергии становится ключевым проектным параметром, поэтому необходимо разработать эффективные способы минимизации потерь.
Emrod нашел способ решить эту проблему. Мы переняли идеи радаров и оптики. В сравнении с предыдущими попытками беспроводного питания на основе микроволн, Emrod используют метаматериалы (в реле) для более плотной фокусировки передаваемого излучения.
Потери мощности при такой передаче сведены к минимуму. Генеральный директор Emrod рассказывает, что их система работает с 70% эффективности, что меньше эффективности медных проводов, но в некоторых случаях система все же экономически выгодна. В будущем компания планирует повысить энергоэффективность.
Примечательно, что технология надежна, так как на нее не влияют погодные или атмосферные условия, поэтому непредвиденные перебои с подачей электроэнергии останутся в прошлом.
Один из вопросов, вызывающих озабоченность, — это вопрос безопасности. Электромагнитный луч Emrod работает на частотах, классифицируемых как ISM — промышленные, научные и медицинские лучи, безвредные для здоровья человека.
Пока стартап стремится доставлять энергию в сообщества вне электрической сети, или передавать энергию из источников в открытом море.
Перспективы беспроводного электричества
Можно утверждать, что беспроводное электричество — одно из тех изобретений, которые не обязательны для нас. В конце концов, мы уже передаем электричество, и оно прекрасно работает. Но это далеко не так. Скрытые издержки традиционного способа передачи электроэнергии чрезвычайно высоки.
Прокладка линий электропередач и их техническое обслуживание обходится дорого, не говоря уже о географических ограничениях распространения электрических сетей в отдаленные районы. Корабли в море, электромобили или самолеты могут дозаправляться во время движения. Подход Emrod решил бы проблему дальности, особенно для предлагаемых коммерческих тарифов на электроэнергию.
Но, пожалуй, самой большой революцией будет всемирный переход на экологически чистый, дешевый возобновляемый источник энергии. Осознать масштаб можно с помощью двух фактов.
1. Удаленная передача солнечной энергии
Согласно глобальной статистике по энергии, общее потребление энергии в мире в 2019 году в эквиваленте составило 13 миллиардов тонн нефти (MTOE). Иными словами, это 17,3 тераватта мощности.
Сегодня, если мы покроем солнечными батареями участок земли в 350 км на 350 км, это может дать более 17,4 ТВт мощности. Упомянутая площадь составляет около 43000 квадратных миль. Великая Сахара — это около 3,6 миллионов квадратных миль и более чем 12 часов светового дня, а значит энергии.
Это означает, что 1,2% пустыни достаточно для покрытия мировых энергетических потребностей. И ни ядерный синтез, ни какой-либо другой разрабатываемый в настоящее время источник энергии чище не могут конкурировать с этим.
Что, если беспроводное электричество станет реальностью, мы используем небольшую часть Сахары, чтобы собрать солнечную энергию и передать ее по всему миру без необходимости в дорогостоящих медных проводных линиях? Не станет ли это серьезным прорывом в решении проблем энергетического кризиса, загрязнения окружающей среды и изменения климата?
2. Космическая солнечная энергия
Гигантские солнечные батареи, собирающие солнечную энергию в космосе и передающие ее обратно на Землю — это выглядит как сумасшедшая сцена из научно-фантастического фильма.
Концептуально разработанная российским ученым Константином Циолковским в 1920-х годах, идея космической солнечной энергетики осталась по большей части призрачной. Но все меняется. Несколько месяцев назад Европейское космическое агентство объявило о своем плане финансирования космической солнечной энергетики как средства решения проблемы изменения климата путем продвижения производства зеленой энергии.
Космическая солнечная энергетика будет использовать концепцию беспроводного электричества. План заключается в преобразовании электричества от солнечных батарей в энергетические волны и использовании электромагнитного поля для передачи ниже, к антенне на поверхности Земли. Затем антенна преобразует волны обратно в электричество.
Благодаря нескольким преимуществам КСЭ — привлекательное решение надвигающегося энергетического кризиса, которое позволит генерировать больше энергии:
- В космосе всегда солнечный полдень. Земные солнечные батареи ограничены дневным светом и погодными условиями.
- Солнечные батареи могут получать более интенсивный солнечный свет из-за отсутствия препятствий со стороны атмосферных газов, облаков, пыли и других погодных явлений. Атмосфера Земли обычно поглощает и отражает обратно часть солнечного света.
- Спутник на солнечных батареях может освещаться круглосуточно и без выходных. В настоящее время солнечную энергию собирают на протяжение в среднем 29% дня.
- Питание может быстро перенаправляться в те области, которые нуждаются в нем больше всего.
Беспроводное электричество: мечта Теслы и наша грядущая реальность
Используя огромный потенциал беспроводного электричества, наше поколение может обрести многое и ничего не потерять. В предстоящие годы мы можем лишь надеяться на то, что нынешние усилия, направленные на реализацию этого грандиозного подвига, дадут положительные результаты. К сожалению, Никола Теслы, великого изобретателя, нет с нами рядом, чтобы он мог увидеть воплощение своей мечты. Я рад поделиться одной из знаменитых цитат Теслы, прекрасным источником вдохновения для начинающих ученых во всем мире:
Читайте также: