Вечный двигатель уже создан?. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Ответ на вопрос заголовка известен любому школьнику старших классов, а сама идея создания вечного двигателя перешла в ранг фантастических, так как связана с наличием вечного источника энергии. Как бы это парадоксально не прозвучало, предлагаю от фантастических проектов перейти к реальным изделиям и рассмотреть проблему, введя понятие технологии мобильных источников питания (МИП) на базе солнечных батарей (СБ), и применение их для мобильных или переносных электронных устройств.

В последнее время в электронике наблюдается устойчивая тенденция к снижению напряжения питания электронных устройств. Большие габариты СБ, собранных из фотоэлектронных преобразователей (ФЭП), до снижения напряжения питания не вписывались в концепцию мобильности и имели стационарный вид или играли роль буферной поддержки к батарейкам. Снижение питающего напряжения с 5 до 3 и даже 1,5 В позволило создать новые конструкции источников питания и применять их как основные блоки питания.

Созданный Стэнфордом Овчински никель-лантановый или никель-металлгидридный аккумулятор (Ni/MH) позволил решить проблему "эффекта памяти" при частичных и нецикличных подзарядках, которая у традиционных никель-кадмиевых аккумуляторов (Ni-Cd) является своеобразным камнем преткновения, когда нарушение правил их зарядки приводит к сокращению срока годности, опасности перезаряда и выхода их из строя.

От классических устройств МИП отличается наличием спецконструктива, позволяющего эксплуатировать его в походных условиях, предварительно закрепив на переносимом предмете или одежде (рис.1).

МИП на базе СБ ВС809 пригоден для обеспечения работоспособности радиоприемников с напряжением питания от 1,5 до 3 В и может служить как зарядное устройство для двух аккумуляторов, установленных в клипсы или бокс на корпусе, емкостью до 500 мА/ч. Для увеличения мощности МИП, позволяющей обеспечить работоспособность устройства типа CD-плейера, их соединяют параллельно, что позволяет заряжать два аккумулятора емкостью до 1,5 А/ч. При этом легко рассчитать экономический эффект от МИП как зарядного устройства. Расчет зависит от ресурса аккумуляторов, а это до 1000 циклов заряда, учитывая отсутствие сетевого адаптера, зависящего от сети 220 В.

Для электронных устройств с мощностями потребления до 5 Вт/ч таких, как мобильные телефоны, магнитофоны, миникомпьютеры, телевизоры, холодильники, видеокамеры, требуется увеличение площади ФЭП и количества аккумуляторов, так как напряжение питания этих устройств достигает 12 В.

Применение матриц для установки в клипсы аккумуляторов ведет к уменьшению габаритов конструкции по толщине и позволяет использовать МИП в походных условиях, устанавливая на переносимых предметах (рис.2).

(нажмите для увеличения)

Отдельную нишу в технологии МИП занимает преобразовательная техника. Схемные решения повышающих DC/DC-преобразователей позволяют решить вопрос получения требуемых напряжений до 5 В от одного заряженного аккумулятора (рис.3).

(нажмите для увеличения)

Линейные понижающие DC/DC-преобразователи позволяют получить любое напряжение от 12 В для питания мобильного телефона или цифровых микросхем. Применение специализированных микросхем для зарядных устройств аккумуляторов позволяет увеличить их ресурс, доводя его до максимальных значений, более продуктивно отрабатывая скачки напряжения от затенения солнечной панели и контроля заряда уже заряженного аккумулятора (рис.4).

(нажмите для увеличения)

Последние достижения Национального Института проблем физики полупроводников (НИПФП), а именно, создание гибких солнечных батарей, вписываются в концепцию мобильности. Это конструктивное решение привело к существенному снижению веса СБ и позволило встраивать МИП непосредственно в структуру изделий. В виде примера служит радиокепи с AM/FM приемником, размещенным в передней части головного убора (рис.5).

Перспективной разработкой, применяющей технологию МИП, станет сумка-холодильник. Гибкая солнечная батарея, помещенная на сумке, выполнит двойную задачу. Энергия, полученная от солнечной батареи, будет преобразовываться элементом Пельтье в холод и служить для заряда аккумуляторов, что обеспечит работоспособность переносного музыкального центра или другого электронного устройства, например, ноутбука.

Следует отметить, что сроки службы материалов, обрамляющих встроенный МИП, должны быть не менее 5-10 лет, так как работоспособность герметизированных СБ может достигать от 20 до 30 лет и более! Поэтому эту технологию можно по праву считать технологией, направленной в ХХI век.

Завершая статью о технологии МИП, продолжаю утверждать, что вечный источник энергии, от которого может работать любой электродвигатель или электронная схема, уже создан - это Солнце. Наша роль не отказываться от этого энергетического подарка природы.

Автор: С.Севриков

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Лазерная резка воды с использованием гидрофобных частиц 17.07.2023 Китайские ученые в области материаловедения обнаружили удивительную возможность резать обычную воду с помощью лазера. Исследование показало, что смесь воды с гидрофобными частицами диоксида кремния (кремнезема) позволяет создавать разнообразные узоры на поверхности воды под воздействием лазерного излучения, что может иметь важное значение для разработки микрожидкостных чипов. Лазерная обработка материалов широко применяется в различных отраслях благодаря высокой точности и скорости работы. Однако применение лазера для резки воды представляло сложность из-за поверхностного натяжения, которое препятствует достижению необходимого давления для резки. Вода слишком текуча, что делает ее резку сложной. Однако возможность лазерной резки воды может иметь большое значение для разработки микрожидкостных чипов, применяемых в биомедицине, биологии, аналитической химии и фармацевтике. Ученые из Университета Сиань Цзяотун вместе с коллегами обнаружили решение этой проблемы. Они выяснили, что добавление гидрофобных наночастиц диоксида кремния в воду позволяет ей подвергаться лазерной резке при использовании лазерного излучения длиной волны 10,6 микрометра. Гидрофобные частицы изменяют текучесть воды и ее пропускную способность света, что обеспечивает эффективное поглощение лазерного излучения и деформацию. Поглощенное частицами тепло передается воде, вызывая ее испарение. Вода вокруг перемещается вместе с гидрофобными частицами, закрывая место резки. Важно, чтобы скорость испарения воды превышала скорость ее пополнения в зоне воздействия лазера. Поэтому для успешной резки гидрофобные наночастицы должны составлять около 5 процентов от общего объема. В ходе экспериментов ученые смогли создавать разнообразные формы с высокой точностью резки в пределах 200 микрометров и создавать каналы из различных жидкостей, что является необходимым условием для микрожидкостных технологий. Созданные формы сохраняют свою структуру после резки.

Другие интересные новости:

▪ Big Data для футболистов

▪ Новый способ выработки электричества

▪ Умный ковер сообщит об опасности

▪ Быстрая смена аккумуляторов электрокаров Tesla

▪ Игровой монитор ASUS VG249QL3A

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Комплекс печь-камин-плита. Советы домашнему мастеру

▪ статья Как произошли шахматы? Подробный ответ

▪ статья Смирния пронзеннолистная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Простой мегафон с режимом сирены. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Походная антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026