Есть радиоизотопные генераторы, "атомные батарейки", применяющиеся от ритмоводителей до обеспечения энергией планетоходов и КА. В статье я описываю частные сравнения РИТЭГа на никеле с миниатюрными микроГЭС добывающую энергию часть одной из которых сам разработал и построил. Также есть другие источники энергии, не на фотовольтаике. В статье кроме того кратко описан самогенерирующий источник полученный автором статьи осенью 2017 года.
РАДИОИЗОТОПНЫЕ ПОРТАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Безусловно есть случаи когда альтернативы РИТЭГ при габаритах в литры и массе первые килограммы нет. Например на космических аппаратах для дальних, далее Марса и особенно далее Юпитера планет Солнечной системы. Нужно обеспечить работу АМС или автоматического вездехода от "кирпича" десятками лет.
Внутри батарейка не столь презентабельна, вариант с применение алмазных тонких пластинок или алмазоподобных плёнок - есть и автор статьи занимался сим, на нитриде галлия кажется, процесс лучевого скалывания образцов с подложки выращивания излучением лазера на 266 и 193нм:
Подробнее в статье 2018 года посвящённой им, в общем куратор ТИСНУМа Бланк - алмазные слои а это широкозонный очень "дубовый" на ионизирующее излучение полупроводник, именно он поставляет, там главный.
По-видимому, если судить по фото, применяются какие-то волокнистые прокладки-электроды. Вероятнее всего с пропиткой электролитом и удалось решить проблему с разбуханием под длительным действием излучения или оно недоходит до данного электрода. Ключевой параметр любого элемента питания - энергетическая ёмкость и удельная мощность. Если с первой всё более-менее - 3,3 ватт-час на грамм то со второй так себе. При выходном напряжении 0,93В ток всего порядка 1 микроампера с одного см3.
Эксплуатация вне организаций пусть небольших с прошедших подготовку персоналом чревата. Даже с ним бывали эксцессы. Например мне в 1983 геофизике рассказывали о биче похитившем источник и для того чтобы легче было тащить выкинувшим и внешний и внутренний контейнеры, к тому моменту как его нашли было уже разложение тканей ноги - идиот таскал его в кармане.
С другой стороны применение радиоизотопов и я тому свидетель-эксплуатационщик НЕЗАМЕНИМО для полевой геофизики - точность и надёжность определения элементов выше чем с рентгеновской трубкой. Кроме того я приводил случаи когда кроме как гамма источником нельзя добиться ни удобства пользования в виде портативности ни необходимой глубинности - конкретно для НАДЁЖНОЙ проверки золотых изделий с толщиной выше фольг. Упомянул не случайно т.к. сходные условия требований безопасности хотя для источников они могут быть жёстче но в кюри радиоактивности больше именно в "батарейках", что должно их ставить их на более строгий учёт и контроль. Применение в одном приборе оправдано в случае робототехники когда нет возможности обслуживания чаще чем раз в несколько недель. Например для подводных роботов- АНПА для поиска на больших глубинах месторождений. Так нужны и РИТЭГ и источники гамма-излучения.
Стоит напомнить что наиболее надёжный в мире высотометр для спускаемых аппаратов серии "Кактус" разработан именно с применением гамма-источника.
https://rtc.ru/media/documents/Технические_характеристики_Кактус_2в.pdf
Разработччик ЦНИИ РТК - головной по роботам в РФ и один из ведущих в мире. На американских марсоходах работают привода разработанные с привлечением именно их специалистов.
Сейчас гайки так закрутили что не то что источниками нельзя пользоваться - американцы как с коноплёй (СССР был мировым лидером по производству высокопрочных волокон природного происхождения из неё), как с хризотил-асбестом (крупнейшие в 1970-е годы месторождения это СССР-Монголия-Китай), фреонам (22 стоил дешевле 410а фирмы Дюпон в раза три) своим фирмам поляну расчистили. Объёмы применения уже в конце 1980-х стали резко падать.
Вместе с тем эксплуатировать можно и НУЖНО.
Как батарейку, считал при среднем потреблении смартфона 40-50мА при 5В - режим применения вне малопотребляющего режима не более часа в сутки, и с потреблением в неактивном режиме 10-15мА. Сын озадачил источником как в ИГРЕ Fallout. Вышла массой с накопителем 5А*ч порядка 1,4-1,7кг с учётом того что защитный корпус из определённого сплава, попрочнее нержавейки. Себестоимость не ниже 450-500тысяч рублей на 2017 год. Срок работы до заметной деградации лет 5, с нею до 10-15 лет. Если делать на других принципах чем преобразование как в РИТЭГ, отдалённо к примеру на аналоге акустотермомеханикоМЭМС преобразователе, то можно поднять до 70-120мА выходной ток и неясно что со сроком службы, т.к. нет образов для испытаний в реальных условиях да и кто будет делать кроме американцев? В РФ такие технологии НЕВОСТРЕБОВАНЫ. Для того чтобы востребованы были нужен рынок хотя бы на первых порах тысяч 20-40 в год.
Реально существующие прототипы "атомных батареек" производства Новосибирска, Россия.
Проблема цены таких устройств и безопасности крайне животрепещущи. По крайней мере если могут дотянуться товарищи с юга или креаклы или с 404 - не вариант. Могут раздраконить дикари и применять как радиологическое оружие. Т.е. применять или после атомной войны или там где люди не дотянутся, во всяком случае с убитой пропагандой или чем иным психикой. Строгорежимные территории с малой населённостью типа закрытых городков, военных баз на ЗФИ и прочих архипелагах. Ну а с другой стороны там также есть более дешёвые и надёжные варианты о которых ниже.
Я пользовался источниками, не трогая их вне контейнеров с 12 лет измеряя на "Поиске" РРК-103 - портативном гамма-спектрометре. С 19 лет уже работал с ними меря сотни проб, кстати отличный прибор, если умеешь пользоваться был.
С моей точки зрения как пользователя:
Безусловно ДА радиоизотопным источникам, пусть в Обнинске обрадуются - их в ряде случаев заменить просто нечем. Но как источник энергии весьма сомнительно к применению если рядом много людей. Получать кучу разрешений, платить большие деньги. Обеспечивать безопасность и инспекцию источников которую закрутили ввиду плохой безопасности в РФ по сравнению с СССР 1960-70-х. Хранение даже при перевозке обязательно в сейфе, таскал. В общем это без большой нужды крайний геморрой. Вместе с тем выступал и выступаю за изменение режима использования как радиоизотопов так и источников тепла/электроэнергии на радиоактивных изотопах. Главный критерий безопасности - держать подальше от дикарей. В Средней Азии уже в 1987 мы не применяли источники, а только трубки в т.ч. именно по этой причине - работали под Китобом, Хандизой. Было трудно уже тогда по сравнению с 1970-ми на рудных месторождениях Казахстана обеспечить безопасность.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК АВТОРА СТАТЬИ
Полученные удельные мощности неудивительны и могут быть получаемы многими другими способами. В целом результаты сравнимы с теми что я получил в 2017 году без применения ионизирующих источников - примерно 0,2 микроватт с ячейки с грамм ценой рублей 20 и то из-за дорогой мембраны с дешёвой, на определённой керамике, вся себестоимость менее рубля, при массовом автоматическом производстве вероятно копейки. Ионистор-генератор на 1кВт выходной мощности в среднем и в пиковой мегаватты, т.к. чем-то смахивает на ионистор, будет иметь массу порядка 5-6тонн при себестоимости от 200 тысяч до 2млн рублей. Реалистично для дома порядка 400-600тысяч. Для сравнения, среднее потребление моей квартиры 600-700Вт.
Ввиду невозможности полноценно герметизировать, экспериментальный образец работал несколько часов, примерно 10.
Не скажу что я первый кто данный эффект заметил, он известен в кругах профессионалов, работавших в определённых областях в частности с химическими источниками тока (ХИТ) некоторыми с 1960-х. Но возможно я первый кто предложил применять спонтанную самогенерацию в дисперсных средах как источник электричества, годен для датчиков с периодическим посылом коротким ЭМ импульсом информации.
Со слов коллег они наблюдали подобные эффекты в приборах которые непрерывно работали 15 лет и периодически порядка 30 лет. Их информация ещё с 1980-х годов и т.к. люди уехали некоторые, кто знал то информация с русского сектора уже слита, да и не только в РФ мозги есть.
ГЕНЕРАТОР НА ПЕЛЬТЬЕ
Этот неказистый на вид вариант интересен тем что немного доработав получаем тёплую/горячую воду вплоть до кипятка и несколко ватт на зарядку гаджетов. Для ноутбука это ужде не годится как и если вам надо зарядить несколько фонарей.
Сам идея старая - серийно производились для партизан и РДГ для радиостанций. СССР в ВМВ был мировым лидером по полупроводниковым преобразователям. Собственно и сейчас лучше по цене/качество пельтешки для печей с генерацией 50-100Вт или иного - это одна из питерских фирм. Мозные стоят дорого, в разы дороже микроГЭС.
ОБЫЧНЫЕ МИКРО И МИНИГЕНЕРАТОРЫ
В общем громоздко, а в случае с радиоизоопным ещё и дорого и опасно действиями третьих лиц, проще микрогенератор на воде/воздухе таскать.
Стоит подобный гидрогенератор можно не только на водопроводной воде - 450-1500рублей,
Если вы на горном ручье, то таким, но помощнее, обычно уже первые тысячи стоят, на ватт 20-50 вы можете зарядить фонарик, ноут или что ещё. Внизу показан мой вариант на энергии волн. Там виден свёрнутый рукав с низкими потерями передающих энергию на сушу. Применял из вспененного ПЭ но есть поливочные шланги плоские до 100мм диаметром гораздо менее объмные, т.е. даже при перепаде пару метров на 50м вы будете с энергией.
Можно такие встраивать в рюкзаки к гидратору наподобии хурджина
литров от 5, можно таких два по 2,5 сверху и два снизу,
перепад 0,8м. Поменял и пошло. 0,01Вт*ч при переливе каждые 10 минут, если на сосну на 10м закинуть то можно иметь с 10л гидратора водного мешка уже 0,25Вт*ч. Конечно это не очень удобно но заряжать, перекинув такой "хурджин" прямо на ходу можно. Кроме того есть и более интересные решения, например можно совместить с полевым портативным душем заодно помывшись с - такие из мешков для мусора 240л, реально на крышу хозпостройке в башкирского села до 70л закачивали, вода почти горячая в солнечную погоду мыться после маршрута сам делал в 2005 году можно. Здорово снимает усталость а ноги обязательно против судорог нужно мыть, если ходите по лесам и весям с грузом примерно 500км в месяц и более.
Более компактные решения коль ручей чистый есть примерно такие:
Таким можно заряжать смартфон
В США производится носимая микроГЭС мощностью 500 и 1000Вт массой 6-12кг. Наиболее продвинутый вариант у военных и стоит ввиду того что США дорого - большие тысячи долларов. Главный недостаток - водоросли будут наматываться. Сейчас практически вся информация по ней из Сети испарилась.
По-видимому дешёвый портативный генератор произведённый в Индонезии, вероятно для употребления воды с крыш там бывают дожди с дебетом как у нас ливни, для зарядки гаджетов.
Сам в 2017 придумал, сделал и испытал в Сочи на волне из бутылок генератор давления, достаточный для зарядки небольшого ноутбука - средняя ватт 10-20, зависит от высоты и частоты волн. Можно применять в любом месте на берегу моря, я испытывал в диапазоне высоты волн 15-60см, в основном 20-30см было. В одном метре волны погонном энергии много по мощности до десятков киловатт а если шторм более 300.
Я назвал его "Горынычем", т.к. пришлось применять три бутылки - большие денег стоили, вышло три "головы" и "шеи" с тройником к шлангу примерно 50мм идущему к берегу.
Как видите выполнено из того что было под рукой + рублей 1200-1500 в ближайшем строймагазине. Накачивать поднимающий человека мешок, после предварительного поддува без человека удавалось.
Более ранние варианты, я планировал применять пневмопривод более высокого давления и пневмотурбинку не оправдали и выглядели с частичным разбором примерно так:
Можно и проще. К сожалению на Балтике или купаться приемлемо и волны слабые или купаться невозможно и волны есть. Придумал совсем иной конструкции на течении рек, в частности в Неву можно кидать как удочку, БЕЗ вращающихся частей в потоке - несколько вариантов - водоросли чтобы не так сильно мешали.
Стоит отметить, что в Японии один из авторов лет 15 потратил на подобные системы как раз низкого давления с воздушной турбинкой, как с бетона так и из пенопласта. Ввиду непортативности не нашли широкого применения, но японский изобретатель нашёл ряд технических решений, годных для его случаев. В моих малоприменимо было, т.к. угол наклона к фронту волны постоянно менялся и я под конец придумал но не успел реализовать полностью систему адаптивного наклона. В целом можно иметь на сотни ватт микроГЭС на волне в весе 6-10кг. Также придумал их применение на реках без волн. Всего десятки вариантов.
ВМЕСТО ФОТОВОЛЬТАИКИ
Фотовольтаика обсасывается миллионами пользователей в Сети а потому неинтересна.
Главная проблема фотовольтаики - как длительно хранить электроэнергию. Посему можно иметь ПОРТАТИВНЫЙ вариант изобретения профессора Отто Мора из Калифорнии 1934 года примерно. Я так понял используется фотолиз с накоплением водорода и возможно кислорода. КПД в его случае был настолько высок что ему хватало для отопления дома и приготовления пищи. Полагаю по теплу он применял сезонный теплоаккумулятор, например грея определённый участок земли под своим домом.
Обычно на наночастицах КПД не выше долей а в лабораториях - первых процентов, доа у меня есть такой фотокатализатор, т.е. сильно уступает фотовольтаики, НО поглощение идёт в толстом объёме так что есть основание полагать что Мор смог получить процесс с КПД фотолиза до больших процентов, возможно десятков первых что уже сравнимо с системами на солнечных батареях. При этом электричество получалось возможно обычным газовым микродвигателем с генератором. Накопление возможно со сколь угодно долгим хранением в водороде или если перерабатывать остатки листвы - метана, что гораздо удобнее.
Единственно прозрачная колба несколько смущает, слишком крупно для гидрозатвора. Возможно это пневмоавтоматика с приводом от солнца.
ИТОГО:
1. Получается что для распределённых сетей в тысячи датчиков атомные батарейки по цене и массе и вырабатываемой электроэнергии малоприменимы. Оптимальнее для датчиков развивать или посттопливные генераторы для всего остального микроэнергетику в т.ч. для других планет, берующую энергию из окружающей среды. Максимум РТГ применимы как источники тепла для паровых винтовых машин (ПВМ, крупные описаны тут) закрытого цикла - такие уже сейчас имеют наработку по 50-100тысяч часов. Воможно с низким, процентов несколько, КПД для стирлингов.
2. Пока БТГ портативные годами не могут работать, я не видел, но из применение в случае отсутствие подвижных частей и ввиду как правило малой себестоимости более чем оправдано для массивов датчиков т.к. позволяют ничем не демаскировать их расположение в отличие от например фотовольтаики.
3. Для хоть чего-либо полезного к практике наиболее полезны генераторы использующие как энергию вокруг человека так и его собственную - биосистемы имеют высокий КПД преобразования химэнергии в механическую, например сало в электричество через механогенератор активно-пассивного экзоскелета.
Автор текста и идеи безтопливного генератора для сетей датчиков годных, волновой микроГЭС Лебедев Владислав Анатольевич (с) 2016-2018гг
все фото кроме двух моих собственных - из Сети.
#атомныебатарейки, #микроГЭСэффективнееРИТЭГ, #микроРИТЭГдлямассивовдатчиков, #волноваямигроГЭС, #безтопливныйавтогенератордлямассивовдатчиков
Доступная портативная энергия
Комментарии
Если это можно унести в руках - сопрут прямо из речки.
Или это для диких мест, где люди не ходят? Тогда прикольно.
Ну спертая микроГЭС за 0,5г золота конечно неприятно но не критично. Вот если сопрут батарейку с радиоаактивным элементом тогда совсем плохо будет. Да и запасную можно иметь как и сигнализацию. Я был свидетелем как отца химические ловушки, применяются им в некоторых случаях в биогеогидрохимии и гидрогеохимии часть была украдена а часть испорчена старателями - люди очень дикие за исключением, обычно руководства с умершими душами и пустыми глазами где ничего кроме денег нет.
Спасибо Тыблоку. А то чувствовал себя единственным, кто догрёб до другого берега, не сломав мозг..
В принципе для похода норм, а для реального использоавния ниочём.
Это как взять и крутить динамомашину с помощю педльного привода.
Фонарик можно и руками накачать. Проще и для этого вода не нужна.
По факту вы в лесу, у вас есть мало вариантов как получить для гаджета питание а не все более паре дней держат, хотя и есть 10-15А*ч монстры, да и их всё едино надо заряжать.
В моём используемом как плеер смартфоне старом, я неиспользую только трубки, стоит 5 А*ч. Хватает её в режиме работы со скаченными картами на 2-3 суток, не более. У детей ещё больше т.к. зарядать по два раз в день это идиотизм.
Если вы в маршруте то вам должно хватить для снятия данных сдатчиков и для прочего, приходя в лагерь надо зарядится. Наиболее оптимально на сотни ватт иметь микроГЭС рукаавную или наплавную - можно и комбинированные иметь. МикроГЭС в отличие от ветряных а лопасти совсем не обязательны дают ПОСТОЯННО ток. Вам ненужно иметь большой накопитель энергии.
Фонарик можно, были два сдохли есть также третий но по факту пользуемся аккумуляторными ибо дольше работают. Их если вы далеко от цивилизации нужно где-то подзарядать да и местные сети далеко не всегда благонадёжны спалить если не смартфон то БП его или powerbank запросто можно, были у нас и у отца в экспедициях прецеденты. Т.е. автономный источник питания приборов, компов, гаджетов и освещения объективно НУЖЕН и он должен минимально зависеть от погодных условий.
МикроГЭС требует воду, причем движущуюся. Тогда уж лучше Стирлинг. При заявленных весах 6-10кг там вполне десятки ват можно получать.
Работать может вообще от любого источника тепла, хоть от солнца, хоть от дров. В этом ролике - 160-180 мА при 8-10 V, после нагрузки падает до 5V.
Я уже писал, Стирлинги любят для приемлемомго КПД разогрева горячей части до 55 минимум а так до 650-750С. Это или печь или портативный отопитель. Масса килограммы первые на десятки ватт. Высокое давление герметичной части с гелием и очень высокие допуски. Общался с двумя в СПб один разработчик один из ведущих в РФ другой производственник который хотел производить но не покатило т.к. для сравнимой с дизелями цены на 10кВт модули когенерации их надо было продавать в год десятками тысяч - капитализм такое не потянет в РФ тут все капиталисты невенчурные.
Гм, я не говорю что надо конкурировать с дизелями на 10кВт. В статье приводятся примеры портативных, переносных устройств. И пока все примеры, что я увидел, проигрывают устройству собранному из консервных банок в приведенном видео :) При этом что у него очень плохой электромотор (тугой и плохо крутится) и поэтому выработка могла быть еще выще, до 200мВт на 5V. При этом все, что ему надо - любой источник огня, а это найти в разы проще чем текущую воду. Вес, судя по всему, где-то в районе 3кг (не больше), т.е. до заявленых 6кг есть еще запас. Размеры - это больший минус, т.к. сложенные лопасти для водной турбины компактнее.
На дельте температуры от 50С можно много чего построить. Было время времени не было Потом время было денег не было сейчас время только на проекты с ИИ и некоторым проч связанные есть ну а денег по прежнему на работы нет - делаю всё на свои весьма скромные средства.
По теме статьи предлагаю книги по накоплению энергии:
Бут Д.А., Алиевский Б.Л. - Накопители энергии: учебное пособие для вузов (МЭИ) - 1991
Лидоренко Н.С., Мучник Г.Ф. - Электрохимические генераторы - 1982
Регель А.Р. - Термоэлектрические генераторы - 1976
Гулиа Н.В. - Накопители энергии - 1980
Левенберг В.Д. - Энергетические установки без топлива - 1987
Блинов Б.С. - Гирляндная ГЭС - 1963
Ну пока хватит... Всё равно читать никто не будет
Термоэлектрические ещё на лабах кажется но точно студентом делал, Блинова читал - хорошая книга. Годно для неспешных НЕсудоходных рек.
На счёт професора Отто и гелио преобразователя, то он скорее всего термодинамический с "фреоном" по одному из циклов Ренкина в Англии практиковали совместно с производством тепла... Тема актуальна до сих пор, я рассчитывал преобразователь с циклом Стирлинга (или Эриксона) получалось 4-5% электричества остальное тепло. Или нужно отражатель (концентратор) ставить для поднятия температуры, и соответственно увеличения КПД...
Самый большой коэффициент преобразования энергии солнца в электроэнергии получен на термодинамических преобразователях по циклу Стирлинга.
Уокер Г. - Машины работающие по циклу Стирлинга - 1978
Ридер Г., Хупер Ч. - Двигатели Стирлинга - 1986
Немного не в тему Коробков В.А - Преобразование энергии океана - 1986
В том-то и дело что КПД низкий, тот же Стирлинг нормально работает с КПД 30% при горячей части от 650С и выше, другая условно в воде. На термоакустике проще там не нужно такую разницу но есть проблемы. Да и размеры.
Чуть лучше/также как у Пельтье. Реально если ПВМ и иной не вода хладагент можно 10-15 иметь на дельте 70С. Но думаю оправдано только для морских систем на десятки кВт мощности как минимум.
Пригоден если вам нужно иметь в солнечной местности при наличии воды генератор НЧ колебаний для какого-либо зондирования или воздействия на химический процесс (я использ0овал ультразвуковые для своего сонохимического реактора в 2012). Из простых например такой, тепло можно подводить жаровой трубой печки. КПД никакой в лучшем случае проценты.
Согласен, но если нужно ещё тепло (например горячая вода для душа) вполне нормально... Вот например Турсунбаев занимался со времён СССР, надо смотреть список литературы в конце.
Одна из книг: Трухов В.С. и др. Расчет параметров внутреннего теплообмена контура двигателя Стирлинга (Ташкент, Фан, 1979)
Вот канал реального разработчик преобразователя по циклу Стирлинга.
Я не идеализирую Стирлинг или другой тип преобразования, я за то чтоб получать тепло и электричество вместе. Вот ещё пример, как бы с обратной стороны...
Ветрогенераторы небольшие, например
".Всего за пару дней исландский проект Trinity перевыполнил план, собрав на Kickstarter 81,5 тысячу долларов вместо необходимой полусотни. И это неудивительно, ведь это уже второе детище компании, выпущенное спустя год после удачного предшественника. Итак, перед вами сразу четыре портативные ветряные трехлопастные турбины, способные вырабатывать 50, 400, 1,000 и 2,500 Ватт. Для этого им потребуется хотя бы легкий ветер (по 12-бальной шкале Бофорта это пункт №3) силой всего 2 м/с. Все четыре модели оснащены литий-ионными аккумуляторами мощностью от 7,500 до 300,000 мА/ч. Для полной зарядки Trinity 400, например, требуется 3-4 часа ветра силой 4 м/с. Для большей эффективности ветряки «научились» реагировать на изменения направления ветра, поворачивая свои «головы» туда, откуда дует.
Источник: https://www.ex-roadmedia.ru/equipment/news/vetryaki-dlya-pokhodov-avtodomov-i-zdanij
© Ex-RoadMedia
Ветрогенераторы хороши там где есть ветер но мало воды. Как только есть вода даже на берегу берега это вторичный запасной источник. Ветер не всегда дует а ручей и тем более речка всегда течёт в большинстве мест т.е. мы имеем ПОСТОЯННЫЙ источник энергии.
В детстве получал концентрированую солнечную энергию при помощи лупы, выжигая свои инициалы на деревяной скамейке. При современных материалах стекло не обязательно. Как Вам подушка с кв. км. заполненая газом и концентрирующая инфракрасный свет
Коэффициент преломления газов в ИК не знаю. Думаю что небольшой.
Кстати сама мысль интересная но. думаю для ПЛЁНОЧНОЙ линзы френеля можно обойтись обычной рамкой как для ульев. В США подобные проекты были для миллиметрового излучения для спутников.
Смотрите сами, низкая плотность даст хороший коэффициент преломления только при высоком давлении близкой к ожижению температуре и высокой мгновенной удельной мощности пучка - что и используется в ОВФ зеркалах.
А предложенная Вами схема скорее всего даст очень слабую собираемость даже для "подушки". С гелями иное дело, пример вашей подушки - хрусталик глаза.
Атомные батарейки, ввиду их невысоких удельных характеристик, на настоящий момент имеют настолько узкую нишу использования, что сложно найти конкретный случай, где их применение оправдано. Низкая удельная мощность- основной недостаток. (Хотелось бы увидеть более подробные характеристики) даже в случае длительного срока работы. Например, литий-тионилхлоридные источники тока в некоторых случаях позволяют с элемента формата 1.5D при напряжении 3.6 вольт 15 и более лет питать устройства током до 0.5 мА. Удельная емкость в режиме сверхнизкого потребления порядка 700 ВтЧас/кГ
Если ставить во главу угла длительность работы- то подтвержденным чемпионом является Оксфордский электрический звонок, где элементы питания работают уже более 180 лет
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BA%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%B4...
Для решения некоторой специфической задачи моей исследовательской группой было предложено решение по "карманной" электрогенерации с удельной мощностью более 1 кВт/кг на базе ДВС.
С развитием микроконтроллеров и софта, некоторые задачи сбора данных получили новые возможности и решения. Например, для контроля опор ЛЭП в части состояния фундамента, утечек, напряжения конструкции и еще многих параметров, требуется включение измерительной части на 0.1 секунду каждый час с потреблением 200 мВт. Среднее потребление такой системы, без учета питания таймера, составит 6 микроватт!
Если раз в сутки пролетать над системой сбора дроном и включать ее на сброс накопленных данных на 1 секунду с потреблением 500мВт, это будет еще 6 мкВт! Таким образом, вполне себе серьезной системе требуется мощность порядка 12 мкВт! Это потребление 3мкА от источника 4 Вольт При ОЧЕНЬ грамотном проектировании, крохотной литиевой батарейки размера 2450 хватит на 20+ лет
Если грамотно проектировать устройства сбора и передачи информации, где тогда ниша "атомных батареек"?
Можно и легче, если посмотреть что лучшие модельные авиадвигатели с ресурсом 3000ч и более имеют удельную мощность ниже 0,6кг/кВт
Например у этого при 4кВт мощности максимальной и длительной порядка 2кВт масса не более 1,8кг. Более 2 кВт на кг предельная. Была задача для которой нужно было иметь именно двигатель с такой мощностью.
https://3w-modellmotoren.de/produkt/3w-55xi-cs/?lang=en
Если рядом есть ЛЭП ещё в 1995 году я более громоздкий а доцент СПбГУ Ушаков более удачный метод придумали. Надо было чем-то запистать висящий на ЛЭП многополосный частотный мультиплексор с частотным разделением каналов, я принял тогда по 4 в каждый 1,3 и 1,55 мкм окна для одномода т.к. приходящий был и с многомодлового и с одномодового ВОЛС тогда до 16, на несколькокм сейчас до 1024 Ротсех запатентовал, вероятно не зная про нашу работу выполненную на полтора года ранее того как американцы запустили что подобное в серию в 2007. Так Ростех патентует то что было изобретено студентом и его преподавателем доцентом в 1995 году. Фикция прогресса, надо сказать.
1 кг/квт это было решение с учетом КПД, массы генератора и преобразователя. Естественно, опирались на лучшие тогда решения.
Другая сторона медали- сверхнизкопотребляющие системы распределенного мониторинга, которые могли бы работать от литиевой микробатарейки десятилетиями, это тоже 10-летней давности проект, как и система телеметрии/управления для БПЛА с мощностью 10 мВт и дальностью 250км+ Ничего сверхфантастического- только грамотная инженерия.
0,6 или 1 на деле согласен - не существенно.
Не согласен т.к. принцип аккумулятора мне не нравится как класс. Есть полно процессов вокург с которых десятки микроватт вполне можно снимать. К примеру прикидывал для камеры работающей от соседского Wi-Fi или от сотовых операторов излучателей. Вполне. А можно и на перепаде давления - такие самопоздзаводящиеся часы, видел в примерно 1986 году такие, были в 19 веке и там уже мощи до десятков милливатт можно иметь. Например в местах где часто сильно меняется погода, а заодно прекрасный датчик давления.
Есть другие вещи. В частности был кажется в 2008г патент РФ в котором изложено то что я предлагал в 2003 летом в т.ч. гендиректору фирмы где работал. а именно накачка волоконного, в моём случае был лазер с интегральным волноводом, диск, как и другие формы, лазера излучением излучаемым посредством люминофора с или облучаемого слаборадиоактивным (понятие относительное какой слабый/) источником. Этого уже достаточно для работы простого оптического вычислителя после определённой работы с пучком.
Есть и мощные лазеры где применяется радиоактивность рабочих сред.
Электролитические системы определённых типов могут помимо прочего иметь способность частичного восстановления заряда как и пористые и некоторые другие. Как оно работает в реалиях никто не знает и думаю знаю почему - это противоречит той физике которую лет 120 последних пихают. Можно вспомнить массовые убийства и странные "естественные" смерти ведущих физиков прежде всего на рубеже 19 и особенно в начале 20 века, как и ряда химиков, того же Менделеева. Это теракт системный против Человечества, настоящая война.
Владислав, думаю не открою тайны, что основной проблемой альтернативной генерации является создание эффективного преобразователя энергии. Пельтье и пьезоэлементы имеют очень низкий КПД. Для "зелени" нужен низкооборотистый электрогенератор.
Хотелось бы узнать Ваше мнение об аксиальном генераторе. По-моему это единственный выход для альтернативной энергетики.
Можно обойтись без вращающихся вещей и вообще из металла. Я предлагал одному человеку данную тематику но он спёкся. Как раз перед тем как поехав на юг эксперименты поставил.
Наверное это был самый краткий Ваш ответ на форуме :-)
Понимаю, что, возможно сейчас Вы очень заняты, но хотелось бы, конечно, больше информации, готов перейти в личку.
Были и одним словом.
Касаемо преобразователя это должен быть внешне выглядеть в одном случае как трос в другом как сеть, т.е. никаких обычных преобразователей, третий, промежуточный предусматривал всё же преобразователь в давление, без поршней обычных - они слишком дороги. На мощности в киловатты большие- десятки киловатт.
Тросоподобные преобразователи насколько помню делались в Японии, как минимум на уровне лаборатории как и флаго/вымпелообразные типа искусственных водорослей. Потом как-то всё стихло и никакой информации не было по ним. Возможно или закрыли или это часть системы датчиков вокруг Японии а скорее новой SOSUS только полностью пассивной.
Другие предусматривали подводную или надводную и подводную часть и трос. Никаких вращающихся частей в потоке. Двукчастные ммогут получать энергию где угодно - был бы хотя бы в полметра-метр в секунду перепад скоростей вод на расстоянии ХХм,например придонные слои обычно медленнее более высокорасположенных так что это считай весь шельф и зоны границ течений некоторых. Для АНПА постоянного проживания в море и амфибий воздушных прежде всего.