Czy stworzono już perpetuum mobile? Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Odpowiedź na tytułowe pytanie zna każdy licealista, a sam pomysł stworzenia perpetuum mobile stał się fantastyczny, gdyż wiąże się z obecnością wiecznego źródła energii. Niezależnie od tego, jak paradoksalnie może to zabrzmieć, proponuję przejść od fantastycznych projektów do realnych produktów i rozważyć problem poprzez wprowadzenie koncepcji technologii mobilnego zasilania (MPS) opartej na panelach słonecznych (SB) i ich zastosowaniu w mobilnej lub przenośnej elektronice urządzenia.

Ostatnio w elektronice można zaobserwować stałą tendencję w kierunku obniżania napięcia zasilania urządzeń elektronicznych. Duże wymiary ogniw słonecznych zmontowanych z konwerterów fotoelektronicznych (PEC) nie mieściły się w koncepcji mobilności przed redukcją napięcia zasilania i miały stacjonarny wygląd lub pełniły rolę buforowej podpory dla akumulatorów. Obniżenie napięcia zasilania z 5 do 3, a nawet 1,5 V umożliwiło tworzenie nowych konstrukcji zasilaczy i wykorzystanie ich jako zasilaczy głównych.

Stworzony przez Stanforda Owczyńskiego akumulator niklowo-lantanowy lub niklowo-wodorkowy (Ni/MH) pozwolił rozwiązać problem „efektu pamięci” podczas częściowego i niecyklicznego ładowania, który w przypadku tradycyjnych akumulatorów niklowo-kadmowych (Ni- Cd) jest swego rodzaju przeszkodą, gdy naruszenie zasad ich ładowania prowadzi do skrócenia okresu przydatności do spożycia, niebezpieczeństwa przeładowania i awarii.

MIP różni się od klasycznych urządzeń specjalną konstrukcją, która pozwala na użycie go w warunkach terenowych, po uprzednim przymocowaniu go do przenośnego przedmiotu lub ubrania (ryc. 1).

MIP oparty na SB BC809 nadaje się do zapewnienia pracy odbiorników radiowych o napięciu zasilania od 1,5 do 3 V i może służyć jako ładowarka do dwóch akumulatorów montowanych w zaciskach lub skrzynce na walizce, o pojemności do 500 mAh . Aby zwiększyć moc MIP-ów, która umożliwia współpracę z urządzeniem typu odtwarzacz CD, łączy się je równolegle, co pozwala na ładowanie dwóch akumulatorów o wydajności do 1,5 A/h. Jednocześnie łatwo jest obliczyć efekt ekonomiczny MIP jako ładowarki. Obliczenia zależą od żywotności akumulatora i wynosi to do 1000 cykli ładowania, biorąc pod uwagę brak adaptera sieciowego zależnego od sieci 220 V.

W przypadku urządzeń elektronicznych o poborze mocy do 5 Wh/h, takich jak telefony komórkowe, magnetofony, minikomputery, telewizory, lodówki, kamery wideo, wymagane jest zwiększenie powierzchni ogniw słonecznych i liczby akumulatorów, ponieważ napięcie zasilania tych urządzeń sięga 12 V.

Zastosowanie matryc do montażu w zaciskach akumulatorowych prowadzi do zmniejszenia wymiarów konstrukcji pod względem grubości oraz umożliwia wykorzystanie MIP-a w warunkach polowych, instalując go na obiektach przenośnych (rys. 2).

(kliknij, aby powiększyć)

Technologia konwerterowa zajmuje odrębną niszę w technologii MIP. Rozwiązania obwodów przetwornic podwyższających DC/DC pozwalają rozwiązać problem uzyskania wymaganych napięć do 5 V z jednego naładowanego akumulatora (rys. 3).

(kliknij, aby powiększyć)

Liniowe przetwornice step-down DC/DC pozwalają na uzyskanie dowolnego napięcia od 12 V do zasilania telefonu komórkowego lub mikroukładów cyfrowych. Zastosowanie specjalistycznych mikroukładów do ładowarek akumulatorów pozwala zwiększyć ich zasoby, doprowadzając je do wartości maksymalnych, wydajniej radząc sobie ze skokami napięcia wynikającymi z zacienienia panelu słonecznego i kontrolując ładowanie już naładowanego akumulatora (ryc. 4).

(kliknij, aby powiększyć)

Najnowsze osiągnięcia Narodowego Instytutu Fizyki Półprzewodników (NISPP), a mianowicie stworzenie elastycznych paneli słonecznych, wpisują się w koncepcję mobilności. To rozwiązanie konstrukcyjne doprowadziło do znacznego zmniejszenia masy SB i umożliwiło integrację MIP bezpośrednio ze strukturą produktów. Przykładem może być czapka radiowa z odbiornikiem AM/FM umieszczona z przodu nagłowia (rys. 5).

Obiecującym rozwiązaniem wykorzystującym technologię MIP będzie torba termoizolacyjna. Elastyczny panel słoneczny umieszczony na torbie spełni podwójne zadanie. Energia otrzymana z baterii słonecznej zostanie zamieniona przez element Peltiera na zimno i wykorzystana do ładowania akumulatorów, co zapewni pracę przenośnego centrum muzycznego lub innego urządzenia elektronicznego, np. laptopa.

Należy zauważyć, że żywotność materiałów otaczających wbudowany MIP musi wynosić co najmniej 5-10 lat, ponieważ wydajność uszczelnionych SB może sięgać od 20 do 30 lat lub więcej! Dlatego technologię tę można słusznie uznać za technologię skierowaną na miarę XXI wieku.

Kończąc artykuł o technologii MIP, w dalszym ciągu twierdzę, że wieczne źródło energii, z którego może działać każdy silnik elektryczny lub obwód elektroniczny, zostało już stworzone - jest nim Słońce. Naszą rolą nie jest rezygnacja z energetycznego daru natury.

Autor: S.Sevrikov

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Bioniczny narząd wzroku 07.04.2013 Profesor bioinżynierii z UCLA, Wentai Liu, który prowadzi badania w tej dziedzinie od dwóch dekad, stworzył urządzenie, które sam wynalazca nazywa „pierwszym bionicznym okiem dla niewidomych”. Oficjalna nazwa produktu, jakim jest proteza siatkówki, to Argus II Retinal Prosthesis System. Grupa specjalistów biorąca udział w projekcie, kierowana przez profesora, ma nadzieję, że ich praca pomoże osobom starszym, które utraciły wzrok z powodu zmian związanych z wiekiem lub chorób powodujących zniszczenie światłoczułych receptorów w siatkówce. Centralnym elementem protezy jest miniaturowy, ale wystarczająco mocny chip wszczepiony w siatkówkę i zastępujący sygnały uszkodzonych fotoreceptorów własnymi. Argus II odbiera sygnały wideo z miniaturowej kamery wbudowanej w gogle. Mówiąc dokładniej, najpierw dane z kamery przesyłane są do mikrokomputera przymocowanego do nadgarstka pacjenta, a po niezbędnym przetworzeniu przesyłane są bezprzewodowo do chipa wszczepionego w oko. Zadaniem chipa jest stymulowanie zakończeń nerwowych impulsami elektrycznymi, które wędrują przez nerw wzrokowy do obszaru wzrokowego kory mózgowej. Jak już wspomniano, pacjenci z protezą Argus II zyskują umiejętność czytania tekstów dużym drukiem, rozróżniania obiektów i ich ruchu, a nawet dostrzegania konturów i niektórych szczegółów twarzy. Na razie obrazowi daleko do ideału, bo sztuczna siatkówka ma rozdzielczość zaledwie 60 punktów, znikomą w porównaniu z rozdzielczością zdrowego oka, ale dla osób niewidomych jest to niesamowity przełom. Pierwszym pacjentem, który wziął udział w badaniach klinicznych był siedemdziesięcioletni mężczyzna, który w wieku dwudziestu lat całkowicie stracił wzrok z powodu choroby. Zespół badawczy UCLA testuje obecnie dwa kolejne prototypy, które mają rozdzielczość 256 i 1026 pikseli, mając nadzieję, że zmieszczą się w tych samych wymiarach, co pierwsza wersja protezy. Z biegiem czasu naukowcy spodziewają się dodania możliwości widzenia kolorów i przeniesienia kamery bezpośrednio do oka.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ CC3200 - Mikrokontroler Cortex-M4 z wbudowanym WiFi

▪ Nowy biomateriał zastępujący kości ludzkie

▪ Gen ryżu zwiększa plon kukurydzy

▪ Bezprzewodowe ładowanie iPhone'a i iPada

▪ Laser akustyczny działający w trybie wieloczęstotliwościowym

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Muzyk. Wybór artykułu

▪ artykuł Lodówka kempingowa. Wskazówki dla mistrza domu

▪ artykuł Jaką rolę w historii odkryć geograficznych odegrał włoski Pigafetta, uczestnik pierwszego opłynięcia świata? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Przesuwana ósemka. Wskazówki turystyczne

▪ artykuł Wysokoprądowy klucz elektroniczny ze sterowaniem dotykowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Zasilacz laboratoryjny na zintegrowanych stabilizatorach napięcia, 220 / 1,25-27 V 3 ampery + 0-±24 V 0,6 ampera. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024