Электричество

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

Германия полностью отказалась от АЭС, но при этом импортирует электроэнергию из Франции, где её генерируют те же самые атомные электростанции.

На юге Германии власти снесли две 160-метровые градирни некогда крупнейшей в стране атомной электростанции. СМИ пишут, что АЭС «Гундремминген» в Баварии была символом немецкой ядерной эпохи, которая подошла к концу.
Отмечается, что подрыв начался в субботу в 12 часов дня. Охлаждающие башни обрушились почти одновременно, завершив важный этап демонтажа станции, окончательно остановленной в 2021 году. Как рассказали инженеры, при взрыве было уничтожено около 56 тысяч тонн железобетона, который впоследствии переработают в строительные материалы. Всего же за время демонтажа с площадки вывезено более 4700 тонн конструкций.
«Атомная электростанция Гундремминген в Баварии была взорвана. С экономической точки зрения это почти безумный поступок. Настолько безумный, что мир даже проводит сравнение с взрывом статуй Будды талибами», — пишет местное издание Nuis.

Крупнейшая немецкая АЭС «Гундремминген» состоит из трех блоков. Второй остановили 31 декабря 2017 года в рамках реализации закона об отказе от атомной энергетики. Блок проработал всего 33 года (был запущен в 1984 году).
Германия полностью отказалась от атомной энергетики после инцидента на японкой АЭС «Фукусима-1», чьи реакторы идентичны тем, что установлены на большинстве атомных электростанций в Германии, в том числе в «Гундремминген».
Но по иронии судьбы ФРГ продолжает импортировать атомную энергию из Франции, где АЭС производят около 70% электроэнергии. И Франция не стесняется называть себя «зелёным» лидером Европы. Германия тоже нацелена на «зелёный» курс, правда, без АЭС, но с ветряками, солнечными батареями (и что там ещё самое «экологичное»?).

Ранее газета Bild писала, что специалисты из США планируют реактивацию ещё девяти атомных электростанций на территории Германии, в настоящее время оценивается стоимость мероприятия.
Как отмечается в материале, консорциум американских компаний и инвесторов намерен добиться «поворота» в энергетической политике Германии.

Это щепетильное число определяет силу магнитных полей. Оно присутствует во всём: от двигателей и генераторов до аудиосистем. Ах да, и без него мы бы жили в вечной тьме.

В физике мыСуществует множество констант, которые используются в моделях для объяснения устройства мира. Это фиксированные числа, которые мы подставляем в уравнения вместе с переменными. Например, постоянная всемирного тяготения используется для прогнозирования движения любого падающего объекта. Она равна G = 6,6743 × 10−11 м³ / кг⋅с² .

Что странно в этих константах, так это то, что они имеют очень точные значения, которые кажутся довольно случайными. Почему 6,6743, а не 6,6744? Мы знаем лишь, что они работают. Они не выведены теоретически, а просто измерены, и точность их постоянно растёт по мере совершенствования наших приборов.

На прошлой неделе я рассказывал об электрической постоянной , также довольно причудливо называемой «диэлектрической проницаемостью свободного пространства». Она определяет (помимо прочего), как электроны и протоны взаимодействуют, образуя молекулы, — а это довольно важно для существования жизни, Вселенной и, знаете ли, всего остального.

Сегодня мы рассмотрим магнитную постоянную, или проницаемость вакуума. Она определяет напряжённость магнитных полей в вакууме (и, соответственно, в воздухе). Это тоже довольно важный фактор. Во-первых, без магнитных полей во Вселенной не было бы света, поскольку свет — это электромагнитное излучение.

На самом деле, электрические и магнитные силы неразрывно связаны, и люди научились использовать это взаимодействие для самых разных целей, например, для питания электродвигателей и генерации электроэнергии. Давайте посмотрим, как это работает!

Прагматическое замечание

Сначала я должен признаться. Я сказал, что значения констант измеряются, а не выводятся. Это не всегда верно. Например, скорость света ( c ) считается фундаментальной константой, но она связана с электрической ( ε0 ) и магнитной ( μ0 ) постоянными — диэлектрической и магнитной проницаемостями вакуума, — как показано в следующем уравнении:

Это означает, что эти три значения не могут быть независимыми; зная два из них, можно вывести третье. Как физики с этим справляются? Мы определяем скорость света как ровно 299 792 458 метров в секунду. (Откуда мы знаем эту точность? Потому что мы определяем метр как расстояние, которое свет проходит за 1/299 792 458 секунды.) Затем мы измеряем магнитную постоянную ( μ 0 ) и используем это значение вместе со скоростью света для расчета электрической постоянной ( ε 0 ).

Возможно, это кажется обманом, но чтобы начать заниматься настоящей наукой, в какой-то момент нам приходится вводить произвольные единицы и определять некоторые параметры. На самом деле, если разобраться, все системы измерений вымышлены, как и все слова.

Проницаемость свободного пространства

Магнитные поля (обозначенные символом B ) могут создаваться магнитами, как показано на фотографии выше. Но благодаря этой взаимозависимости, о которой мы говорили, их также можно создавать движущимися электрическими зарядами. (Я использую сокращенный термин «заряды» для обозначения заряженных частиц, таких как электроны.) Это описывается законом Био-Савара:

Здесь вы видите магнитную постоянную ( μ0 ). Также у нас есть значение электрического заряда ( q ) , движущегося с определённой скоростью ( v ). Это означает, что магнитное поле увеличивается с ростом электрического заряда и уменьшается с увеличением расстояния ( r ) от движущегося заряда, а магнитная постоянная точно показывает, насколько сильно оно меняется.

Конечно, мы нечасто имеем дело с отдельными движущимися электронами. Но с потоками движущихся электронов мы имеем дело постоянно: это электрический ток, который мы можем измерить. Если нам известен заряд частиц в кулонах, то количество кулонов, протекающих в секунду, даёт нам силу тока ( I ) в амперах. И мы можем записать вышеприведённое уравнение для тока: B = μ 0 I/(2πr).

Это повсюду

Это говорит нам о том, что электрический ток создаёт магнитное поле . Это используется во всевозможных машинах. Например, это электромагниты, в которых магнитное поле можно включать и выключать для перемещения металлических предметов на заводах и свалках. Аналогичным образом динамики создают звук: электрический сигнал вызывает вибрацию магнитного драйвера, который создаёт волны давления в воздухе.

Магнитные поля также влияют на электрический ток . Именно так работают двигатели. Ток протекает по катушке с проволокой в ​​магнитном поле, которое обычно создаётся постоянными магнитами. Сила, действующая на катушку с проволокой, заставляет её вращаться, и это ваш двигатель. Это может быть двигатель вентилятора, часть компрессора кондиционера или главный привод электромобиля.

Подождите! Это ещё не всё. Так же, как изменяющееся электрическое поле создаёт магнитное поле, изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое поле , которое, в свою очередь, создаёт электрический ток. Именно так генерируется большая часть нашей энергии. Какой-либо источник энергии — пар, ветер, движущаяся вода и т.д. — вращает турбину, которая, в свою очередь, вращает катушку в магнитном поле. Изменяющийся магнитный поток индуцирует напряжение в катушке, преобразуя механическую энергию в электрическую, которую можно передать в ваш дом.

Измерение магнитной постоянной

Как измерить μ0 ? Один из методов основан на так называемом балансе токов. В простейшем варианте используются два параллельных провода, по которым в противоположных направлениях течёт электрический ток ( I ) , как показано на схеме ниже. Затем два провода подвешиваются на нитях так, чтобы они могли раздвигаться, вот так:

Ток в каждом проводе создаёт магнитное поле в месте расположения другого провода, которое раздвигает их. По мере удаления магнитная сила уменьшается, а горизонтальная составляющая натяжения поддерживающей нити увеличивается (из-за изменения угла). Когда эти две силы становятся равными, провода «уравновешиваются».

Зная силу электрического тока и расстояние между проводами ( r ), можно определить магнитную постоянную μ0 . Затем , как мы показали выше, можно использовать это значение вместе с определённой скоростью света для вычисления электрической постоянной ε0 .

Итак, в целом, можно сказать, что магнитная постоянная весьма важна. Кстати, а что это за константа? Согласно Международному комитету мер и весов, μ0 = 1,256637061272 × 10⁻² . Ни больше, ни меньше .

Источник: www.wired.com

Наверняка все знают разоблачения "халявной энэргии" и "вечных двигателей" от Dr. Dew ('это ипостась блогера Матвеева, страдающего конверсионным растройствойм личности). Насколько я знаю, на данный момент он вылечился (хотя некоторое время, около полугода или год я не видел их обоих - видать сильными препаратами лечили).

Так вот. Чувак, гоняющий вполне себе неплохие ролики по различным ардуинкам, микроконтроллерам и пр цифровой мелочи, решил возместить данный пробел в инфопомойке.

Он загадал задачку:

А теперь, вомбатянам, инженерного склада мысли, задачка - как он нас наколол. У мну есть полтора варианта, один сложнореализуем, а вот второй - в его стиле (намёк выше по тексту) вполне, правда не уверен в деталях.

Кидаем разгадку загадки в комментах, может я чего и не додумал, и вариант обмануть нас оказывается намного проще.

З.Ы. И да, мне кажется, этот чувак в "склейки за кадром" (по-типу внутрях дощечки он уже всё спрятал) играть не будет - ему это неинтересно.

зы для небольшого понимания процесса, на видео грубо говоря трансформатор с закороченной вторичной обмоткой.

Пост: Снова Китай

В современных сверхдальних линиях электропередачи, таких как китайская линия ±800 кВ Нинся–Хунань, для передачи электроэнергии на огромные расстояния применяется технология высоковольтного постоянного тока (HVDC).

Основной причиной выбора HVDC вместо традиционного переменного тока (AC) является экономическая и техническая эффективность на больших расстояниях. Одним из основных причин в этом выборе являются потери энергии при передаче.

Переменный ток сталкивается с двумя основными типами потерь — активными, связанными с сопротивлением проводов, и реактивными, возникающими из-за ёмкостных и индуктивных эффектов в длинных линиях.

Особенно остро эти реактивные потери проявляются на протяжённых трассах, где параметры линии начинают играть решающую роль. Чем длиннее линия электропередачи, тем больше энергии расходуется не на полезную работу, а на поддержание электромагнитных полей и компенсацию фазовых сдвигов.

Постоянный ток, напротив, лишён проблемы реактивной мощности, поскольку в его случае отсутствует изменение полярности и, соответственно, нет фазового сдвига между напряжением и током. Это позволяет значительно снизить общие потери в линии.

Как правило, начиная с дистанций порядка 800–1000 км, использование HVDC становится более выгодным по сравнению с AC.

Современные технологии преобразования энергии, такие как полностью управляемые преобразователи на основе IGBT-транзисторов (VSC — Voltage Source Converter) или линейно-коммутационные преобразователи (LCC — Line Commutated Converter), позволяют эффективно повышать напряжение постоянного тока до уровней, подходящих для дальней передачи, и обеспечивать стабильное функционирование всей системы.

Примером успешного внедрения HVDC является, уплмянутая в прошлом посте,  магистральная линия Нинся–Хунань в Китае, имеющая протяжённость 1616 км и работающая на напряжении ±800 кВ. Потери энергии в этой линии составляют всего около 5–6%, тогда как при использовании переменного тока они могли бы достигать 7–10% и более.

Кроме того, применение HVDC даёт дополнительные преимущества в управлении энергосистемами. В отличие от переменного тока, постоянный ток не требует синхронизации частот между различными регионами, что важно при соединении независимых энергосетей. Это позволяет повысить устойчивость и надёжность всей системы, а также обеспечивает точное регулирование потоков мощности без риска возникновения нестабильных режимов работы.

Таким образом, несмотря на то что переменный ток остаётся основным стандартом в локальных распределительных сетях благодаря простоте трансформации и хорошо развитой инфраструктуре, в сфере сверхдальних магистральных линий электропередачи всё большее предпочтение отдается HVDC. Благодаря меньшим потерям энергии, высокой пропускной способности, отсутствию реактивных потерь и возможности гибкого управления потоками мощности. Коротко - далеко лучше DC, близко АС

comment#531abd

comment#e3a45c

После 168-часовых испытаний ±800 кВ линия постоянного тока сверхвысокого напряжения, передающая электроэнергию из Нинся-Хуэйского автономного района на северо-западе Китая в провинцию Хунань в центральной части страны, в воскресенье начала эксплуатацию с мощностью передачи 4 миллиона киловатт.
Этот проект линий электропередачи протяженностью 1 616 километров должен быть полностью завершен и введен в эксплуатацию на проектной мощности 8 миллионов киловатт в сентябре этого года.

Задача- автоматическое регулирование температуры в заданном помещении.

Бюджет-  минимальный.

Погнали.

Общий бюджет-  по итогу- 156 рублей))) ну, если купить розетку и шнур с вилкой- еще плюс 100-150.  Стоимость деревяшки не вычислю))) Пусть общая сумма будет 300. 

Стоило ли городить огород?  Умные розетки с вайфаём начинаются от 400 скажете вы. И будете правы. И НЕ правы. Ибо умные розетки  для регулировки температуры требуют дополнительный термодатчик- а это совсем другая история.  А тут все в сборе и за 150 рублей. И без вайфая)))

Чем проще система- тем меньше она ломается)))

Можно ли сделать аккуратнее? да однозначно! Но мне надо было  просто для работы, а потому на коленке из того, что было под рукой. 

Буду благодарен за  любые комментарии.

Начальство всё пытается пропихнуть охранку. Сегодня несчастному коллеге помогал накидать смету на охранку периметра - забор более километра. Он выбрал трибоэлектрический кабель(не реклама, а первая ссылка из гугеля) в качестве чувствительного элемента.

Вот я уже дома и озадачился, а шо це за такэ? Оказывается с этим эффектом мы знакомы с самого детства. Кто из нас не натирал воздушным шариком свои волосы и потом лепил этот шарик к  потолку?

Так же в школе, на уроках физики, нам всем показывали электрофорную машинку:

Но в моё время нам объясняли просто - трение, электрончики переходят с одного материала на другой и т.п. И вообще - это всё известно ещё с древних кошек и янтарных палочек. К слову, полностью физики этот эффект ещё не описали, вроде и принцип понятен и прост, но физикам нужно полное и исчерпывающее описание, а сейчас только толпа опытных данных и единой, полной теории нет.

Зато есть впечатляющие картинки:

По сути, это самое трибоэлектричество имеет родство с почти любым электростатическим электричеством. Даже молния, и та  приводит к тому же принципу - частицы приобретают различный заряд из-за трения. При этом молния хоть и изучается уже не одно столетие, но опять же полностью для физиков непонятна.

Вот теперь Вы изучили новое слово из физики, хотя сам эффект знали с детства

♨️Теплые полы

По всему первому этажу выполнен монтаж теплых полов трубой фирмы Valtec 16 мм. Коллектор из нержавеющей стали.

Котельная:

Установили электрический котёл Эван Forward 9кВт

Установили газовый котёл Navien 13 к

Установили напольный бойлер косвенного нагрева Stout 100 литров

Обвязка выполнена полипропиленовыми трубами и фитингами от компании Valtec, запорная арматура Valtec.