Шляпа-батарея, не такая уж и шляпа

Сегодня провисел весь световой день под солнечными батареями, переподключил их по другой схеме... и даже новый инвертер их увидел.
но что-то мало. Буду переподключать по-другому...

Солнечные батареи наших дней – это всегда многослойные конструкции, создавать которые довольно дорого. Если бы можно было выпекать их из единственного слоя, такая инновация совершила бы революцию в энергетике.

Ранее считалось, что создание однослойных фотоэлементов невозможно. Теперь новый эксперимент исследователей из университета Кембриджа доказал, что это все же возможно.

Созданная ими пленка из органической молекулы P3TTM при облучении светом генерировала электрический ток с высокой эффективностью: почти все поглощенные ею фотоны превратились в полезную энергию, согласно их статье в Nature Materials.

Как выглядит данная молекула, вы можете видеть на рисунке ниже. Она состоит из шести бензольных колец, объединенных в трехлучевую звезду, с добавлением атомов хлора.

Эта молекула считается спин-радикальным органическим полупроводником благодаря наличию единственного неспаренного электрона. «Спин-радикальный» означает, что электрические, оптические и магнитные свойства этого вещества определяются именно наличием такого электрона.

Это делает P3TTM парамагнетиком – то есть, она активно взаимодействует с магнитным полем – и очень активной в реакциях взаимодействия. При облучении светом она начинает люминесцировать красным светом. А кроме того, начинается движение свободных электронов, которое само по себе можно использовать для снятия заряда – то есть, в качестве фотоэлектрической панели.

На пороге прорыва в энергетике

Сами авторы исследования считают, что наткнулись на явление, которое «перекидывает мост через столетие физики». «Мы не просто улучшаем старые разработки. Мы пишем новую главу в учебнике, показывая, что органические материалы способны генерировать заряды самостоятельно», – цитирует пресс-служла университета автора исследования Хуго Бронштейна.

Ранее считалось, что создание однослойных фотоэлементов невозможно.

Работа ученых развивает исследования Невилла Мотта – Нобелевского лауреата 1977 года, чьи работы по электронным взаимодействиям заложили основу современной физики конденсированного состояния.

«Идеи Мотта стали основополагающими... для нашего понимания полупроводников. Видеть, как эти квантово-механические законы проявляются в совершенно новом классе органических материалов, и использовать их для сбора света, – поистине уникальное событие», – считает ведущий автор профессор Ричард Френд, ведущий автор статьи.

Органические материалы – будущее энергетики

В наши дни промышленным способом производятся солнечные панели из неорганических материалов. Это может быть монокристаллический, поликристаллический или аморфный кремний. Первые значительно дороже в производстве, но обладают высокой эффективностью и долговечны. Последние имеют низкий КПД и быстро разрушаются, но просты в производстве.

Существуют также кадмий-теллуридные и медно-индиево-галлиево селенидные батареи. Они также очень стабильны и долговечны, но их создание затратно и есть проблемы с токсичностью и использованием редких элементов, таких как индий и галлий.

Уже много лет наука пробует разработать органические и гибридные материалы. Например, перовскитные батареи – пример органо-неорганического материала. Над ними бьются уже много лет: у таких панелей высокий КПД, но сам перовскит недолговечен и токсичен из-за присутствия свинца.

Есть более сложные органические полимеры, такие как P3HT (поли(3)-гексилтиофен), используемый как слой для транспорта «дырок» в перовскитных батареях.

О революции говорить рано

Находка материала, который может сам по себе генерировать электричество без дополнительных слоев, имеет высокую эффективность и стабилен при работе в реальных условиях, может стать прорывом.

Однако статья кембриджских ученых мало что говорит о других свойствах молекулы P3TTM. В доступных источниках информации информации о ней практически нет: мы не знаем, насколько она стабильна под действием мороза или жары, можно ли пленку из этого вещества производить промышленным способом и удобно ли будет ее утилизировать. Состоится ли революция, зависит от того, каким будет ответ на эти вопросы.

Источник: www.techinsider.ru

Японская корпорация Shimizu предложила концепцию, способную раз и навсегда решить энергетические проблемы Земли – гигантское кольцо из солнечных панелей вокруг Луны.

Идея впервые прозвучала ещё в 2011 году, но недавняя публикация Daily Galaxy вновь подняла дискуссию вокруг этого амбициозного замысла.

Концепция под названием "Лунное кольцо" (Luna Ring) предполагает строительство колоссальной структуры протяжённостью около 11 000 километров, полностью опоясывающей Луну. Такое кольцо теоретически обеспечило бы непрерывный, круглосуточный сбор солнечной энергии для последующей передачи на Землю, полностью устранив зависимость от угля, нефти и других ископаемых источников.

Преимущества лунного расположения перед земным очевидны. По словам президента Shimizu Corporation Тэцудзи Ёсиды, солнечные панели на Земле генерируют лишь одну двадцатую часть энергии, которую произвёл бы аналогичный массив в космосе.

На Луне отсутствуют облака и атмосфера, поглощающие солнечный свет, а кольцо, охватывающее всю окружность спутника, исключает проблему ночного цикла – какая-то часть структуры всегда будет освещена.

Схема передачи энергии выглядит так:

• солнечный свет преобразуется в электричество прямо на лунной структуре
• затем передающие станции конвертируют его в микроволновые лучи
• лазеры направляют энергию на приёмники на Земле
• на Земле энергия снова преобразуется в электричество

Впрочем, от идеи до реализации – огромный разрыв. Значительная часть необходимых технологий на сегодняшний день попросту не существует. Никто в истории не предпринимал строительство подобного масштаба. Даже сам процесс возведения структуры потребовал бы продвинутой робототехники, управляемой людьми с Земли, для минимизации рисков.

Ёсида отметил:

Если мы сможем продолжить исследования, мы считаем, что есть огромный шанс воплотить это в реальность.

Япония не собирается строить гигантское кольцо вокруг Луны в ближайшем будущем, но сама концепция остаётся предметом серьёзного обсуждения.

Источник

В сети завирусилось видео из Китая, на котором лодка медленно проплывает под огромной плавучей солнечной электростанцией. Камера показывает уходящие в перспективу ряды фотоэлектрических модулей, поднятые на стальных опорах прямо над поверхностью мутно-оранжевой воды. Кадры наглядно демонстрируют главную причину, по которой Китай строит подобные станции на воде вместо суши – экономию пахотных земель.

На съёмке заметна типичная для китайских регионов с дефицитом площадей конструкция, где десятки тысяч панелей закреплены на металлических каркасах, а под ними сохраняется водная поверхность для технических лодок.

По сообщениям китайских СМИ, видео снято на одной из крупных установок страны, объединяющих фотоэлектрику и водопользование.

Китай уверенно удерживает мировое лидерство в плавучей солнечной энергетике. Только в 2025 году в стране ввели в эксплуатацию 315 ГВт новых солнечных мощностей – на 45% больше показателя 2024 года и больше общей установленной солнечной мощности любой другой страны мира. При этом часть этих панелей размещены именно на воде.

В 2024 году Китай запустил первую в мире офшорную солнечную электростанцию гигаваттного класса. Установка стоимостью около 1,2 миллиарда долларов расположена в 8 километрах от побережья города Дунъин в провинции Шаньдун, занимает 1223 гектара мелководья и собрана из более чем 2,3 миллиона панелей на 2934 стальных платформах. Станция вырабатывает около 1,78 ТВт-ч электроэнергии в год, чего хватает примерно на 2,6 миллиона домохозяйств.

Размещение солнечных панелей над водой даёт сразу несколько преимуществ. Естественное охлаждение водой повышает эффективность модулей до 10%, тень от панелей снижает испарение в водохранилищах на 50–70% и уменьшает среднюю температуру воды примерно на 1,2°C, а в жару – почти на 2°C. Дополнительный плюс – ограничение цветения водорослей, которые забирают кислород и выделяют токсины.

Главная же причина массового строительства плавучих установок в Китае – дефицит пахотных земель. Страна с населением 1,4 миллиарда человек не может позволить себе занимать сельскохозяйственные угодья под энергетику, особенно на густонаселённом востоке. Размещение электростанций на водохранилищах, бывших шахтных карьерах и прибрежных мелководьях освобождает землю под фермы и города.

Плавучие электростанции обходятся дороже наземных аналогов на 10–29% из-за специализированного оборудования и защиты от коррозии. Особенно сложно эксплуатировать офшорные установки, страдающие от морской воды, штормов и сильных течений. Без надлежащей защиты коррозия способна снижать эффективность панелей примерно на 5% в год.

По оценкам Всемирного банка, использование лишь 10% поверхности существующих искусственных водохранилищ под плавучую фотоэлектрику может дать около 4 ТВт мощности по всему миру.

Источник

Символическое, но весьма знаковое достижение: впервые за всю историю Европейского Союза солнечных панели и ветряные установки выработали больше энергии, чем станции на ископаемом топливе:

На ветер и солнце пришлось 30%, а на ископаемое топливо — 29%. Всего за 5 лет солнце и ветер увеличили свою долю с 19,7% до 30,1%. В 2025 году при помощи солнечных и ветровых станций было выработано 369 ТВтч энергии, что на 20% больше, чем годом ранее, в 2024 году. Ископаемая энергия за 5 лет упала с 36,7% до 29%.

Сейчас в Евросоюзе 14 стран из 27 получают больше энергии от солнца и ветра, чем из ископаемого топлива. И, внезапно, лидирует в этом процессе не какая-нибудь Германия, а Венгрия — в этой стране уже 28% всей энергии получают от солнца.

При этом все возобновляемые источники энергии в целом за 2025 год дали 47,7%(солнце+ветер+гидро+биоэнергетика+геотермальная). Оставшаяся часть пришлась на уголь, газ, атом и другие виды «старой» энергии. Летом, когда солнце светит особенно сильно, возобновляемая энергия и вовсе обеспечивает больше 50% всего потребления.

Больше всего от внедрения ветряков и панелек пострадал уголь. Десять лет назад его доля в энергобалансе составлял 24,6%, а вот по итогам 2025 года — всего 9,2%. Четыре страны ЕС полностью отказались от угля (ещё 5 никогда его не использовали), ещё в 9 странах его доля сократилась до менее чем 5%. Самыми крупными потребителями угля в ЕС являются всего две страны: Польша и Германия. На них приходится 74%, но даже они стремятся избавиться от зависимости. В целом же можно сказать, что уголь в ЕС доживает свои последние годы.

Если тенденция перехода на возобновляемые источники продолжится (а с чего бы ей не продолжаться?), то при существующих темпах замена ископаемого топлива в ЕС займёт около 15 лет.

P.S. Ещё у меня есть бессмысленные и беспощадные ТГ-каналы (ну а как без них?):

О науке, творчестве и прочей дичи: https://t.me/deeplabscience;

Вот тут про молекулярную биологию, медицину и новые исследования: https://t.me/nextmedi.

По первоначальной задумке, установка Windcatcher будет выше Эйфелевой башни и сможет обеспечить электричеством 80 тыс домов.

Крупная солнечно-топливная электростанция (или солнечно-термодинамическая электростанция) (СТЭС) башенного типа, расположенная в штате Калифорния, с установленной мощностью 390 МВт. Строительство началось в ноябре 2011 года; электростанция поставляет электричество потребителям с февраля 2014 года.

Исследовательская группа разработала новый способ извлечения лития из породы.

Это изменение способно изменить себестоимость батарей, если поставки сырья станут дефицитными. Работа, опубликованная в журнале Science, рассматривает, как сократить расход энергии и количество отходов при добыче лития из твёрдой руды.

Пока что литий-ионные батареи продолжают доминировать по простой причине, и причина эта в масштабе. Глобальная цепочка поставок лития уже хорошо развита и крайне эффективна, что мешает альтернативам конкурировать по цене.

Однако такое преимущество во многом зависит от доступа к дешёвому литию, значительная часть которого поступает из рассольных месторождений, сосредоточенных в Южной Америке. Сам литий распространён в природе, а вот легко и дёшево извлекаемых залежей не так много.

Эта реальность удерживает внимание на сподумене, литиеносном минерале, который встречается в твёрдой породе. Он представляет собой самую распространённую литиевую руду в мире, но его переработка обходится дорого.

Стандартный подход требует нагрева материала примерно до 1000 °C, после чего его обрабатывают серной кислотой для извлечения лития. Метод работает, но потребляет огромное количество энергии и оставляет после себя отходы на основе серы.

Способ, созданный исследователями MIT и сотрудничающими с ними компаниями, использует иной подход. Вместо обжига руды при высоких температурах команда применяет раствор фторида аммония, нагретый примерно до 70 °C, чтобы разрушить минерал. На этом этапе реакции разделяют руду на потоки лития, кремния и алюминия.

Литий остаётся растворённым в виде фторида лития, тогда как кремний и алюминий идут отдельными путями.

Кремний образует растворимое соединение, а алюминий превращается в твёрдый промежуточный продукт. После этого каждый материал можно перерабатывать независимо.

Алюминиевый поток представляет собой самую энергозатратную часть обновлённого процесса. Он требует поэтапного нагрева, сначала примерно до 300 °C, а затем до 700 °C, чтобы в итоге получить оксид алюминия. Этот нагрев происходит уже после первоначального разделения, а не в самом начале, и даёт оксид алюминия с чистотой более 98 процентов.

Для сравнения, работа с кремнием выглядит относительно простой. Добавление аммиака превращает растворённое соединение в диоксид кремния, который выпадает в осадок. Так как его можно использовать как добавку в бетон, это помогает частично окупить затраты на переработку.

Сам литий остаётся в растворе в виде фторида лития. Затем его можно либо напрямую использовать в производстве гексафторфосфата лития, распространённого электролита в литий-ионных батареях, либо преобразовать в нитрат лития, а потом в оксид лития, оба представляют собой стандартные промежуточные продукты при изготовлении батарей.

Одна из самых примечательных особенностей процесса в том, как он обращается с собственной химией. На нескольких этапах реакций образуются аммиак и фтороводород. Вместо того чтобы считать их отходами, система рекомбинирует их обратно во фторид аммония, то самое соединение, что используется в начале.

Этот замкнутый цикл помогает ограничить как потери материала, так и количество отходов, хотя фтороводород остаётся опасным веществом, требующим осторожного обращения.

На бумаге экономика выглядит убедительно. По оценкам исследователей, традиционная переработка сподумена обходится чуть менее чем в 9000 долларов за тонну произведённого лития.

Их метод способен снизить эту цифру до чуть более 5000 долларов за тонну, что ставит его в один ряд с добычей из высококачественных рассольных месторождений. Если побочные продукты в виде алюминия и кремния удастся успешно продавать, стоимость может упасть ещё ниже.

Правда, вопросы пока остаются. Реальные затраты зависят от качества руды, колебаний рыночных цен и капитала, необходимого для постройки или переоснащения предприятий под новый процесс.

И всё же эта работа указывает на иной взгляд на поставки лития, не только на то, откуда он берётся, но и на то, как именно его извлекают.

Источник

Аспиранты Новосибирского государственного технического университета (НГТУ), супруги Валентина и Сергей Хоревы, строят себе дом в Новосибирске. Участие в программе «Приоритет 2030», которая входит в национальный проект «Наука и университеты», позволило им реализовать собственную разработку — солнечную черепицу для отопления и нагрева воды.

Расчеты показывают, что в доме площадью 100 кв. м в Сибири солнечная черепица позволит полностью восполнять нагрев воды с мая по сентябрь. Тем самым новация обеспечит экономию только на горячей воде до 40 тыс. рублей в год.

Технология создания рекуператоров (система обмена воздушных потоков) — тоже разработка Хоревых. Расчеты для дома площадью 100 кв. м показали, что рекуператор сэкономит до 25 тыс. с сентября по апрель.

Британский стартап Global OTEC близок к тому, чтобы запустить технологию преобразования тепловой энергии океана для снабжения островных государств. Уже к 2026 году планируется установить платформу мощностью 1,5 МВт у западноафриканских Сан-Томе и Принсипи.

С помощью OTEC поверхностная вода, нагретая солнцем, прокачивается через испаритель, содержащий рабочую жидкость, а пар приводит в действие генератор. В то же время охлаждённая вода, перекачиваемая из глубин океана, затем используется для конденсации жидкости. Компания также решила проблемы с доступом к более холодным глубоководным слоям, разработав плавучую платформу для производства электроэнергии, которая будет работать на расстоянии около 10 километров от берега. Электричество будет передаваться с платформы на берег по кабелю.

Теоретически OTEC имеет потенциал для производства не менее 2000 ГВт во всём мире, что составит конкуренцию совокупной мощности всех угольных электростанций мира. И в отличие от многих возобновляемых источников энергии, это источник с базовой нагрузкой, а это значит, что он может работать круглосуточно и без колебаний мощности.

Источник

Приветствую дамы и господа, на связи Гена Инженерский.

И сегодня мы поговорим об очень важной системе на газовозе.

Речь пойдет о системе аварийного отключения или по-другому

Emergency Shutdown System

Жизнь газовоза- это не одна лишь череда путешествий, если у самурая есть только путь, то у газовоза есть ещё и цель, загрузится газом, доставить его в нужное место и разгрузиться.

Процесс погрузки/разгрузки называют грузовыми операциями.

Грузовые операции, таят в себе много всяких разных опасностей, которые могут привести к утечки газа и в конечном итоге , к катастрофе огромных масштабов, например к пожару.

Катастрофы нам не друзья, от них лучше держаться подальше. А что бы эти недруги не постучались к нам в дверь, на страже нашего покоя, стоит один могучий защитник. Имя его - Emergency Shutdown System или коротко ESD.

У ESD задача простая, в случае утечки газа или какой другой неполадки, вырубить всё нахрен, перекрыть клапана и остановить грузовые операции.

Поэтому, после того как судно пришвартовалось, перво наперво, подключается ESD кабель, который соединяет судно и грузовой терминал.

Он может быть электрический или оптоволоконный, на судне предусмотрена система для обоих случаев.

После того, как ESD кабель подключен,

Судно и берег связаны, с этого момента судно и берег могут остановить грузовые операции нажатием одной кнопки. Вне зависимости, где ESD активировали, газовые компрессора остановятся, предохранительные клапана закроются как на стороне судна так и с берега.

Так же при подключении ESD кабеля появляется прямая телефонная линия связи с берегом.

ESD система может быть активирована, не только кнопкой.

В системы предусмотрены специальные плавкие вилки( Fusible plug). Их как и кнопок, много на судне, в их устройстве есть металл с низкой температурой плавления и если где-то начался очаг возгорания, от незначительного перегрева вилка поплавится и активирует ESD.

Также датчики обнаружения газа и датчики давления, как верные шпионы,без промедлений доложат о неполадке и ESD мгновенно решит вопрос радикально.

Короче ESD это надёжный товарищ, на него можно положиться, в нужный момент он обязательно придёт на помощь и прикроет тыл, но лучше конечно же, пусть отдыхает и краем глаза наблюдает, как спокойно проходят грузовые операции, а мы уж постараемся.

С вами был Гена Инженерский.

До новых встреч

Эти инновационные покрытия преобразуют кинетическую энергию шагов в чистую электрическую энергию.

Мы идём здесь,Мы ходим пешком, мы ходим пешком везде. Возможно, вы идёте на работу или на обед в шумном городе. Вы тратите энергию, и физические упражнения вам полезны. Но что, если бы мы могли, вдобавок ко всему, собрать всю эту свободно получаемую энергию и преобразовать её в полезное электричество?

Это реальность. Системы установлены в десятках стран. И зачем останавливаться на достигнутом? Можно установить их на дискотеках и использовать их изящные движения для питания стробоскопов. Или встроить их в игровые площадки для игр в классики. Когда начинаешь думать об этом, возможности безграничны.

Но как это работает? И сколько энергии оно может вырабатывать? Конечно, один человек не сильно поможет, но преобразите переполненные тротуары Нью-Йорка, и, возможно, у вас получится что-то стоящее. Можно ли установить это по всему миру и отказаться от ископаемого топлива? Давайте выясним!

Следуй за прыгающим мячом

Для начала нам нужна модель идущего человека. Легко, правда? Ходить так просто, что даже годовалый ребёнок справится. На самом деле, двуногое передвижение ужасно сложно с точки зрения физики. Серьёзно, если бы вам пришлось учиться ходить по физической модели, вы бы до сих пор сидели в коляске. Так что давайте начнём с чего-нибудь попроще: с прыгающего мяча.

Хотите верьте, хотите нет, но это довольно хорошая аналогия. Сразу видно, что задействованы три вида энергии: кинетическая энергия, потенциальная энергия гравитации и потенциальная энергия пружины.

Кинетическая энергия связана с движением тела: чем быстрее оно движется, тем больше у него кинетической энергии. Если взять мяч и бросить его, он будет ускоряться вниз, а это значит, что его кинетическая энергия увеличивается. Но откуда взялась эта дополнительная энергия?

Ответ: Она хранится в гравитационном поле. Это потенциальная энергия гравитации . Её величина зависит от напряжённости поля ( g = 9,8 ньютона на килограмм на Земле), массы тела и высоты над землёй. При падении мяча потенциальная энергия гравитации уменьшается, а кинетическая энергия увеличивается.

Прямо здесь вы видите нечто очень важное. Мы называем это законом сохранения энергии . Он гласит, что если у нас есть система без входов и выходов энергии (так называемая замкнутая система), энергия может менять форму, но её общее количество остаётся постоянным.

Наконец, у нас есть потенциальная энергия пружины . Это энергия, запасённая в упругом объекте при сжатии. Когда мяч падает на землю, он деформируется и останавливается. Если бы у вас была высокоскоростная камера, вы бы увидели, как он на долю секунды сплющивается, превращаясь в энергию пружины.

Затем мяч отскакивает, восстанавливая свою форму. Потенциальная энергия пружины преобразуется обратно в кинетическую энергию, действующую в противоположном направлении, и мяч подпрыгивает вверх. Вот как это выглядит:

Если это действительно замкнутая система, общая энергия останется неизменной от отскока к отскоку, и вы увидите, как мяч возвращается к своей первоначальной высоте. Конечно, это не очень реалистично. Вместо этого часть кинетической энергии рассеивается в виде тепла или звука при ударе. Тогда энергия пружины становится меньше первоначальной кинетической энергии, поэтому каждый отскок становится всё ниже и ниже:

Точно так же, каждый раз, когда ваши ноги касаются земли, часть энергии утекает. Но погодите! Когда люди идут, их рост остаётся постоянным шаг за шагом. Как это возможно? Всё потому, что мы восполняем потерю энергии внутренней энергией из пищи. Это работа мышц. Если мы включим этот источник в систему, энергия будет сохраняться.

Итак, вернёмся к нашему изначальному вопросу: можно ли собрать эту «потерянную» энергию и использовать её? Да, именно это и делают тротуары, работающие на энергии людей. Давайте посмотрим, как это работает.

Две технологии

Для этого можно использовать два основных метода: пьезоэлектрический или электромагнитный генератор. Обе эти технологии существуют уже давно, новизна заключается лишь в их применении на поверхностях, генерирующих электроэнергию.

Пьезоэлектрические устройства повсюду вокруг вас. Они в тех палочках, которыми вы разжигаете барбекю. Они в кнопках лифта, где отсутствие подвижных частей делает их гораздо более долговечными, чем механические кнопки старого образца. Именно благодаря им детские кроссовки светятся ночью.

Он основан на особом типе кристалла, например, кварца. При нажатии на кристалл изменяется структура атомной решетки, что приводит к разделению положительных и отрицательных зарядов. Другими словами, он создаёт напряжение, как батарейка, что приводит к возникновению электрического тока.

О, это работает и в обратную сторону. Если подать напряжение на пьезоэлектрический кристалл, он расширится. Приложите постоянно меняющееся напряжение, и кристалл начнет колебаться и издавать звук. Теперь у вас есть крошечный динамик. Благодаря своей тонкости они используются в поздравительных открытках, которые проигрывают мелодию при открытии.

Вот пьезоэлектрический динамик, который я вытащил из игрушки и подключил к светодиоду. Когда я ударяю по нему, энергии достаточно, чтобы светодиод загорелся. Круто, правда?

Теперь представьте, что вы поместили пьезоэлектрический кристалл в панель пола. Идущий человек будет надавливать на него, сжимая кристалл и генерируя электричество. Именно так японская компания Soundpower Corp (теперь Global Energy Harvest) создала свой пол, генерирующий электроэнергию.

Британская компания Pavegen использует пол с небольшими маховиками под ним. Когда нога надавливает на пол, маховик вращается, вращая катушку провода в магнитном поле, которое создаёт электрический ток. Это электромагнитный генератор, и именно так вырабатывается большая часть нашей повседневной энергии — вопрос лишь в том, что заставляет генератор вращаться. Обычно это ветер, вода или (чаще всего) пар от сжигания ископаемого топлива.

Сила народа

Итак, сколько электроэнергии может выработать один человек? Давайте проведём простой расчёт . (Физики именно так и поступают, когда хотят получить быстрое приближение — это позволяет нам понять, стоит ли вообще получать более точное число.)

Для начала кратко напомним о разнице между мощностью и энергией. Если коротко, мощность — это скорость передачи энергии. Как показано в следующем уравнении, это изменение энергии ( ΔE ) за единицу времени.

Если ΔE измеряется в джоулях, а Δt — в секундах, то мощность будет выражена в ваттах. Чтобы вы могли представить себе эти единицы, поднимите учебник с пола и положите его на стол, затратив около 10 джоулей энергии. Мощность, потребляемая обычной светодиодной лампой, составляет от 10 до 20 ватт.

Предположим, что наш идущий человек подобен очень сильно прыгающему мячу. Во время одного шага человек опускается вниз и ударяется об пол. При этом вся его кинетическая энергия (по нашим оценкам) теряется. Поскольку его кинетическая энергия возникла из-за изменения гравитационной потенциальной энергии, мы можем получить энергию одного шага, просто используя массу ( m ) и высоту ( h ), на которую он спускается. Таким образом, наша энергия одного шага будет равна:

Я возьму массу человека 70 килограммов с изменением роста на 2 сантиметра. И помните, гравитационное поле Земли равно g = 9,8 ньютона на килограмм. Но погодите! Каждый шаг составляет всего половину веса человека, поэтому умножим на 1/2. Предположим, быстро идущий человек делает два шага в секунду. Это значит, что мы можем использовать временной интервал 0,5 секунды.

Подставив эти значения, мы получим среднюю мощность 13,7 Вт. Конечно, это предполагает, что система абсолютно эффективна. Для минимальной оценки предположим, что КПД пола составляет всего 10%. Тогда средняя выходная мощность составит 1,37 Вт. Думаю, если бы у вас было значение от 1 до 10 Вт, это было бы правдой.

А что, если бы в загруженном аэропорту был этаж, работающий от людей, и на человека приходилось бы 5 ватт? Это значит, что 100 человек давали бы вам 500 ватт общей мощности. Этого должно было бы хватить для освещения зала ожидания. Конечно, когда аэропорт безлюден, например, поздно ночью, света не будет, поэтому неплохо было бы иметь какой-то резервный источник.

Источник: www.wired.com