Архив рубрики: ‘Технологии будущего’

Солнечные батареи

Солнечная батарея — или как оно работает?

Солнечная батарея — практически волшебное слово употребляемое в любой научной фантастике. Однако настоящая солнечная батарея — это далеко не обычная панель. В науке вообще нет понятия «солнечные батареи», равно как и «солнечная батарея» — зато есть понятия ячеек, панелей и многого другого, о чем мы расскажем вам в этой статье.

В современном мире все уже пришли к пониманию того, что на нефти и газе долго цивилизация не проживет. Следовательно надо переходить на другие источники, а именно солнце, геотермальные, ветер и вода. Про ветрогенераторы мы уже писали, теперь пора писать про устройство солнечной батареи.

Впервые фотогальванический эффект наблюдал в 1839 году французский физик Антуан Анри Беккерель, однако первый прототип солнечной батареи сделал в 1883 году американский изобретатель Чарльз Фриттс. Устройство первой солнечной батареи представляло из себя полупроводник покрытый сверхтонким слоем золота. Эффективность батареи была около 1%.

В 1888 году Александр Столетов создал первый в мире фотоэлектрический элемент. А в 1905 году Альберт Эйнштейн в своей работе объяснил явление фотоэлектрического эффекта, за что был удостоен Нобелевской премии по физике в 1921 году. В 1946 году солнечная батарея современного вида была запатентована Расселом Олом (Russell Ohl).

Современные высокоэффективные солнечные батареи на кристаллическом кремнии были созданы в Лабораториях Белла (Bell Laboratories), инженерами Дэрил Чапин (Daryl Chapin), Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson) в 1954 году. С тех пор солнечная батарея начала свое победное шествие по миру.

Устройство солнечных батарей

Современные солнечные батареи делаются в основном на основе кремния. Существуют две технологии изготовления — монокристаллическая и поликристаллическая. Последняя более современна и используется для получения более дешевых солнечных батарей. Также существуют солнечные батареи созданные на основе теллурида кадмия, селенидов меди индия и галия, а также аморфного кремния.

Солнечная батарея (называемые также фотоэлектрические элементы) — это твердотельные электрические устройства, предназначенные для преобразования солнечной энергии в электрическую, посредством фотоэлектрического эффекта. Каждая солнечная батарея состоит из солнечных ячеек.

Сборки солнечных ячеек используются для создания модулей, для выработки электричества из солнечной энергии. Такие сборки монтируются вместе, для получения группы из солнечных модулей, которые в свою очередь устанавливаются на специальные поворотные устройства или слеллажи, ориентирующие группу солнечных модулей на солнце, которая также включает в себя другой электронный обвес. Такие сборки называются солнечными панелями.

Надо заметить, что в русском языке и все детали сборки вместе и по отдельности называют солнечными батареями. Это неверно, поскольку слово «батарея» подразумевает под собой аккумулирование и/или выделение энергии. По сути, батареи в солнечной панели тоже есть — это могут быть аккумуляторы, которые накапливают заряд, поступающий от солнечных сборок. Но солнечная сборка это скорее генератор.

Также следует сказать, что в английском языке присутствует упоминание как солнечного модуля, так и солнечной панели. Различие состоит в том, что солнечный модуль нельзя разобрать на солнечные ячейки, он представляет собой самостоятельное, спаянное и гидроизолированное устройство. В то время как солнечную панель можно разобрать на солнечные модули.

В данном цикле статей мы будем использовать более привычное словосочетание — солнечная батарея, имея ввиду именно неразборный солнечный модуль, собранный из солнечных ячеек.

Вообще видов фотогальванических ячеек много. Они необязательно используются для создания солнечных батарей. Они могут служить для обнаружения света в любых других системах, обнаруживая, например инфракрасное излучение. Также фотоэлектрические ячейки используются для измерения интенсивности светового потока.

Присутствует несколько обозначений фотоэффекта.

Фотовольтаический эффект (греч. φῶς (phōs) означающее свет и англ. «voltaic» по имени Вольты) — это возникновение электродвижущей силы под действием электромагнитного поля.

Фотогальванический эффект — возникновение электрического тока при освещении полупроводника или диэлектрика или возникновение электро-движущей силы на освещаемом образце при разомкнутой цепи.

В тоже время фотоэффект — это испускание электронов или любого электромагнитного излучения в веществах, будь то твердые или жидкие.

Для удобства мы будем употреблять термин фотогальванические элементы.

Применения солнечных батарей

Фотогальванические модули обычно заключены в своеобразный корпус. Сверху их покрывают стеклом, которое позволяет солнечному свету проникать до самих ячеек, в тоже время защищая их от внешних механических и химический воздействий. Сзади модули защищены пластиковой крышкой с креплениями.
Солнечные ячейки обычно соединены в модулях в серии, чтобы создавать достаточное напряжение, в этом случае они соединяются по последовательной схеме. Параллельное соединение ячеек дает больший ток, но оно проблематично из-за условий внешней среды и электрических эффектов, протекающих в панелях. Например затенение отдельных строк из ячеек (солнечный модуль имеет строчную структуру) может привести к обратным токам через затененные ячейки от освещенных товарищей. Это может привести к серьезному снижению эффективности и даже выходу ячеек из строя.

Строки из ячеек должны быть самостоятельными элементами, например четыре строки по десять вольт. Для предотвращения теневых эффектов используются специальные схемы распараллеливания и защиты строк.

Солнечные модули могут соединяться в панели последовательно или параллельно, для достижения необходимого соотношения напряжения и силы тока. Однако специалистами рекомендуется использовать специальные независимые системы распределения нагрузки — MPPT (maximum power point trackers).
Системы распределения помогают избежать фиксированной цепи, переключая модули в параллельный или последовательный режимы для компенсации затененных участков солнечной панели.

Собранная с солнечной панели энергия поступает к потребителям через инвенторы напряжения. В автономных системах, энергия запасается в батареях и используется по надобности.

Как работают солнечные батареи

Солнечная батарея работает следующим образом.

1. Фотоны ударяются о поверхность солнечной батареи и поглощаются её рабочим материалом, например кремнием.
2. Фотоны, сталкиваясь с атомами вещества выбивают из него его родные электроны. В результате чего возникает разность потенциалов. Свободные электроны начинают двигаться внутри вещества, чтобы погасить разность потенциалов. Возникает электрический ток. Так как солнечная батарея это полупроводник, электроны движутся только в одном направлении.
3. Получаемый ток солнечная батарея преобразует в постоянный и отдает его потребителю или аккумулятору.

Стоимость солнечных панелей (солнечных батарей) неуклонно снижается год от года. Это происходит благодаря разработке новых методов изготовления ячеей, изучению материалов и методов их обработки.
Начиная с середины 2010 года цена производимого солнечной батареей ватта электрической энергии упала до 1,2-1,5 долларов для кристаллических модулей.

Материалы и технологии

"Здесь интересно упомянуть, что кремний по английски — silicon, а силикон — silicone)."

Солнечные батареи делаются из кристаллического кремния.
Кристаллический кремний это самое популярное на сегодняшний день вещество для изготовления солнечных ячеек. Его также называют «кремний солнечного качества».  Этот вид кремния подразделяют на различные виды, определяемые методиками изготовления и размером кристаллов.

Монокристаллический кремний

Чаще всего изготовляется методом Чохральского или тигельным методом. Схематично он показан на рисунке.
Принципиально он не отличается от методов выращивания кристаллов соли или медного купороса.
В большом тигле расплавляется кремний. После чего в него опускается затравка, представляющая собой кремниевый стержень-затравку, вокруг которого и начинает нарастать новый кристалл. Затравка и тигель вращаются в противоположные стороны. В результате получается огромный круглый кристалл кремния, который нарезают на пластинки, из которых изготавливают ячейки солнечной батареи. Однако главным недостатком этого метода является большое количество обрезков, а также специфическая форма монокристаллических солнечных ячеек — квадрат с обрезанными углами.

Поликристаллический кремний

Поликристаллический кремний является более дешевым и более простым в производстве. В отличие от монокристаллического кремния, который являет собой единый кристалл с регулярной решеткой, поли-кремний это совокупность из массы различных кристаллов, образующих единый кусок. Отсюда появляется специфический блик, похожий на металлические хлопья, на поверхности солнечных батарей, сделанных из него.

Ленточный кремний

Это тип поликристаллического кремния. Он изготавливается путем наплавнения тонких слоев кремния друг на друга. Образует поликристаллическую структуру. Не требует последующей распиловки, поэтому еще более дешев в производстве. Однако он менее эффективен.

Магнитный двигатель

Мифы и реальность про магнитный двигатель.

В настоящее время магнитного двигателя до сих пор не создано, однако существует множество правдоподобных теорий, мифов, устройств даже вполне серьезных научных работ посвященных тематике магнитного двигателя.

Сначала надо понять, что из себя должен представлять магнитный двигатель в целом. Почему так много людей занимающихся разработкой магнитного двигателя видят в нем будущее?

Обычный электромотор — это не магнитный двигатель. Это устройство которое использует магнитные свойства материалов, но все таки движется за счет электрического тока.

Настоящий магнитный двигатель работает исключительно на магнитах, используя их постоянную энергию для перемещения своих механизмов.

Прообраз магнитного двигателя можно встретить в каждом втором офисе ввиде всевозможных качающихся и крутящихся сувениров — там тоже используется сила постоянных магнитов для поддержания «вечности» движения. Однако и батарейки там тоже есть.

Главной проблемой всевозможных устройств основанных на постоянных магнитах является то, что магниты склонны к статическому положению равновесия. Если привинтить рядом два сильных магнита они будут находиться в движении ровно до того момента, пока не будет достигнуто максимально возможное притяжении на минимально возможном расстоянии между полюсами. Они просто повернутся друг к другу.

Поэтому все изобреатели магнитных двигателей стараются либо сделать притяжения магнитов переменным за счет механики самого двигателя, либо прибегают к экранированию.

Мы нашли несколько работающих примеров магнитных двигателей.

V-Gate

http://www.callowayengines.com/msg2.htm

Самый интересный из всех настольных вариантов магнитных двигателей. Работает за счет создания переменности расстояний от ротора с статору.

Принцип действия

Рабочий двигатель

Magnetic Air Car

http://magneticaircars.com

Разработка концепт-кара с магнитно-воздушным двигателем под руководством Гая Негре происходит во франции.  Небольшой но мощный компрессор запускается помощью батареи (аккумулятора). Компрессор накачивает воздух в баллоны, после чего он используется для передвижения автомобиля. Параллельно заряжается и аккумулятор автомобиля.
Существует по меньшей мере один полностью рабочий прототип автомобиля использующего этот магнитный двигатель.

Магнитный двигатель Муаммера Ийлдиза.

http://www.muammer-yildiz.com/

Еще один образец работающего магнитного двигателя.

На многих видео в сети, отчетливо видно, что двигатель уверенно запускается и хорошо крутится. Один из них даже приводит в движение мини-карт. На него получен патент, однако конструкция была проверена некими специалистами, которые заявляют, что это фальшивый магнитный двигатель, и, вероятнее всего в объемном корпусе двигателя на презентациях спрятаны батареи.

MotorMagnetico

http://www.motormagnetico.org/

Или «желтая коробочка неизвестно с чем». Поскольку это не англоязычная разработка, можем только предоставить вам видео, на котором этот магнитный двигатель питает двухкиловаттный прожектор.

Shinyeon Magnet and Wind Systems

http://www.shinyeonenergy.com/

Корейская разработка ветрогенератора, усиленного магнитным двигателем. После запуска не требует дополнительных энергетических затрат и производит около 1 кВч энергии. Разработка получила множество наград и сейчас это открытый коммерческий проект.

Все эти магнитный двигатели существуют. Кроме них есть еще множество других идеи и реализаций этого вида свободной энергии. С ним вы сможете ознакомится на сайте PesWiki, посвященному свободной энергии.

Ионные двигатели.

Космические двигатели будущего

Создание ионного двигателя

Мы продоожаем рассказывать про виды двигателей.

Проблема перемещения в космосе стоит перед человечеством с момента начала орбитальных полетов. Ракета взлетая с земли расходует практически все свое топливо, плюс заряды ускорителей и ступеней. И если ракету еще можно оторвать от земли, заправив её огромным количеством топлива, на космодроме, то в открытом космосе заправляться попросту негде и нечем. А ведь после выхода на орбиту нужно двигаться дальше. А топлива нет.

И в этом то и состоит основная проблема современной космонавтики. Выбросить на орбиту корабль с запасом топлива до луны еще можно, под эту теорию строятся планы создать на луне базу дозаправки «дальнобойных» космических кораблей, летящих например на  Марс. Но это все слишком сложно.

А решение проблемы было создано очень давно, еще в 1955 году, когда Алексей Иванович Морозов опубликовал статью «Об ускорении плазмы магнитным полем». В ней он описывал концепцию принципиально нового космического двигателя.

Устройство ионно плазменного двигателя

Принцип действия плазменного двигателя состоит в том, что рабочим телом выступает не сгорающее топливо, как в реактивных двигателях, а разогнанный магнитным полем до безумных скоростей поток ионов.

Источником ионов служит газ, как правило это аргон или водород, бак с газом стоит в самом начале двигателя, оттуда газ подается в отсек ионизации, получается холодная плазма, которая разогревается в следующем отсеке посредством ионного циклотронного резонансного нагрева. После нагрева, высокоэнергетическая плазма подается в магнитное сопло, где она формируется в поток посредством магнитного поля, разгоняется и выбрасывается в окружающую среду. Таки образом достигается тяга.

С тех пор плазменные двигатели прошли большой путь и разделились на несколько основных типов, это электротермические двигатели, электростатические двигатели, сильноточные или магнитодинамические двигатели и импульсные двигатели.

В свою очередь электростатические двигатели делятся на ионные и плазменные (ускорители частиц на квазинейтральной плазме).

В данной статье мы напишем про современные ионные двигатели и их перспективные разработки, так как на наш взгляд именно за ними будущее космического флота.

Ионный двигатель использует в качестве топлива ксенон или ртуть. Первый ионный двигатель назывался сетчатый электростатический ионный двигатель.

Принцип его действия таков:

В ионизатор подается ксенон, который сам по себе нейтрален, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется. Таким образом в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны.

Положительные же ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из 2 или 3 сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (+1090 вольт на внутренней против – 225 на внешней).  В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона.

Российские ионные двигатели. На всех хорошо видны катодные трубки, направленные в сторону сопла

Электроны, пойманные в катодную трубку выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается по двум причинам:

Во первых чтобы корпус корабля оставался нейтрально заряженным, а во вторых чтобы ионы «нейтрализованные» таким образом не притягивались обратно к кораблю.

Чтобы ионный двигатель работал нужны всего две вещи – газ и электричество. С первым все просто отлично, двигателю американского межпланетного аппарата Dawn, который стартовал осенью 2007-го, для полета в течении почти 6 лет потребуется всего 425 килограммов ксенона. Для сравнения для корректировки орбиты МКС с помощью обычных ракетных двигателей каждый год затрачивается 7,5 тонн горючего.

Одно плохо – ионные двигатели имеют очень небольшую тягу, порядка 50-100 миллиньютонов, что абсолютно недостаточно при перемещении в атмосфере Земли. Но в космосе, где нет практически никаких сопротивлений, ионный двигатель при длительном разгоне может достигнуть значительных скоростей. Общее приращение скорости за всё время миссии Dawn составит порядка 10 километров в секунду.

Тест ионного двигателя для корабля Deep Space

Недавние испытания проведенные американской компанией Ad Astra Rocket, проведенные в вакуумной камере показали, что их новый Магнитоплазменный двигатель с переменным удельным импульсом» (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) VASIMR VX-200 может дать тягу уже в 5 ньютонов.

Второй вопрос – электричество. Тот же VX-200 потребляет 201 кВт энергии. Солнечных батарей такому двигателю просто мало. Следовательно необходимо изобретать новые способы получения энергии в космосе. Тут есть два пути – заправляемые батареи например тритиевые, выводимые на орбиту вместе с кораблем, либо автономный атомный реактор, который и будет питать кораблю на протяжении всего полета.

Во втором случае, в условиях космоса и его низких температур более интересно выглядит проект корабля с термоядерным реактором на борту, но пока НАСА разрабатывает только ядерный реактор.

Эти исследования проходят в рамках проекта Prometheus. В планах НАСА запустить в солнечную систему ядерный зонд, оснащенный мощными ионными двигателями, питающимися от бортового ядерного реактора.

Напоследок видео испытаний ионного двигателя VX-200:

Парад выдающихся изобретений. Часть 4.

Выдающиеся концепты и модели часов

Часы появились очень давно. Мы даже не будем вспоминать когда.  Современные технологии зашли очень далеко и сейчас многие из часов, представленых на рынке уже совершенно не похожи на часы в классическом понимании. У них очень часто отсутствуют стрелки, цифры и циферблат как таковой. Новейшие концепты часов бывают даже удобнее классических моделей. Но неоспоримым преимуществом дизайерских часов является их оригинальность. На этот раз мы решили провести парад этих спутников человека.

Мы начинаем наш парад самых необычных часов в мире.

Aurora от Джихуна Йеома (Jihun Yeom)

Лазеры уже прочно вошли в нашу жизнь. Их применяют в самых разных областях для самых разных задач.

Резка металла, сварка, целеуказание и подсветка, лазерное шоу по праздникам. Но это все промышленные или сугубо коммерческие применения. Из бытовых лазеров нам известны лишь лазерные указки. Но ведь лазерный луч это красиво и всегда необычно.

Открывает наш парад концепт лазерных часов от Джихуна Йеома (Jihun Yeom), под названием Аврора (Aurora), это смелое предложение сделать лазер каждодневным спутником каждого мужчины.

Стоит прикоснуться к ободку и появятся два лазерных луча. Красный отвечает за минуты, синий - за часы.

Часы в спокойом состоянии представляют собой браслет с кольцом. Но стоит прикоснуться к кольцу — активизируются два лазера, которые выполняют функции минутой и часовой стрелок.

Концепт часы ON AIR от Искендера Асаналиева (Iskender Asanaliev)

Новый взгляд на классическую компоновку часов. У них есть все аттрибуты классических стрлочных часов, но тем не менее они являются цифровыми. При нажатии на кнопку на прозрачном циферблате загораются цифры, написанные сплоским фрифтом. Такое написание делает двухзначное число похожим на стрлку.  Положение стрелки указывает час, цифры — показывают минуты.

Авторский сайт дизайнера

Часы EleeNo Cyber

На часах сейчас предположительно "8 с чемто"

Существует целое направление альтернативных часов. Это так называемые часы-головоломки. Цель — максимально выделится среди соседей. Например эти часы больше напоминают экзотический браслет, однако они полноценно отображают время. Просто по своему. Индикаторами здесь служат не стрелки или цифры, а заполняющиеся окошки.Если потренироваться то можо легко определять по ним время, шокирую случайную публику.

Светодиодные часы

На циферблате 12:32

Эти светодиодные часы показывают время по классическуму 12 часовому принципу.  Это уже не концепт, они вполне настоящие и во плоти. На циферблате — три пояса светодиодов. Первый обозначает часы, второй десятки минут, а третий минуты. Часы ярко светяться в темноте и видны даже на солнце. Такие часы можно заказать, связавшись с администратором нашего журнала.

Equinox Watch от Nuno Teixeira

Промышленный дизайнер из Португалии Nuno Teixeira разработал концепт современых часов. Предполагается что это будут часы премиум класса. Принцип понятен, двигающиеся по окружности три циферблата, подходят к выбитым на корпусе стрелкам, которые и указывают на час минуты и секунды. Прекрасно читающийся шрифт и приятная цветовая гамма.

Концепт от Caterpillar

Рожденный ползать

Компания Caterpillar вообще имеет свой, своеобразный дизайн, вся продукция от них отличается безапелляционной брутальностью и непоколебимой крутизной. Видимо это передалось им от их же экскаваторов.  Этот концепт часов предполагает, что владелец не будет особо перживать из-за двух-восьми минут. Часы показывают время путем перемещаения по ним ремешка. Толи ремешок ползает в часах, толи часы по ремешку, но одно ясно за 12 часов все стрелки хотя бы раз окажутся на циферблате.

Ora watch от Александроса Стасинопулоса (Alexandros Stasinopoulos)

Еще одни ползаюшие часы. Здесь автор стилизовал ленты под строительную измерительную рулетку. Получилось вполне читаемо и оригинально. Более того, концепт получился очень солнечным и приятным на вид. Будем надеятся его воплотят в жизнь.

Вертикальные ветрогенераторы

Свободный ветер грядущей энергетики

Экологически чистая энергия это давняя мечта человечества. В данное время, в начале двадцать первого века ученые осваивают новейшие технологии, направленные на безлопастную и достаточно легкую добычу свободной энергии.

Сама свободная энергия, главное составляющее свободной энергетики, окружает нас везде и всюду. Вся наша планета движется и живет, энергии, которые участвуют в жизни планеты считаются неисчерпаемыми. Это означает, что человечество настолько незначительно по меркам планеты, что мы при всем желании просто не сможем потребить больше энергии, чем она может дать нам.

Основными источниками получения свободой энергии являются ветер, вода и солнце. В этой статье мы остановимся на первом способе.

Ветряную электростанцию каждому

Ветряные электростанции сейчас уже никого так не удивляют как, скажем лет десять-двадцать назад. Сейчас мы привыкли называть это чудо техники дружеским словом «ветряк». Ветряки стоят уже по всему миру. Они делятся на частные и промышленные. Промышленные сильно отличаются от своих домашних братьев размерами. Это огромные башни, с размахом лопастей в десятки метров.

Любой ветрогенератор состоит из турбины, которая вращается под действием ветра и генератор, непосредственно взаимодействующий с турбиной. Это оборудование крепится на высокой подставке. Внизу располагаются аккумуляторы, служащие своеобразным демпфером, между нестабильно отдающим ток генератором и стабильно потребляющим ток потребителе.

Первый в мире ветрогенератор был построен Чарльзом Франсисом Брушем, изобретателем из США в 1888 году. Это было гигантское сооружение высотой в 18 метров. Ветряк вырабатывал 12кВТ энергии и использовался для освещения улиц.

Позже, в 1908 было уже 72 генератора, мощность которых варьировалась от 5 до 25 кВт. Самый большой из них был в высоту 24 метра.

До пришествия электричества во все уголки земного шара ветряные генераторы широко применялись на фермах, стоящих в отдалении от электростанций.

Постепенно ветряки развивались  к 30-м годам 20-го века приобрели современные очертания. А именно компоновку и основные ТТХ. А именно — расположение на высокой башне, компоновка турбины и генератора в едином корпусе с тормозами и трансмиссией, а также системой слежения за направлением ветра. Также непременным атрибутом стало использования аккумуляторов, расположенных внизу. Эта схема называется горизонтально осевой (Horizontal-axis wind turbines сокращенно (HAWT).

Самая большая в мире ветряная турбина типа HAWT "M5". В поле, около фермы.(Кликабельно)

Первый ветряк схемы HAWT был поставлен в Ялте в СССР, в 1931 году. Он вырабатывал 100 кВт энергии и был размещен на башне тридцати метровой высоты. Это первый ветрогенератор в мире собранный по описанной выше схеме.

За 20 век ветряные генераторы подверглись множественным модификациям и стали практически автономны. Они сами отслеживают все необходимые для работы данные. Бортовой компьютер принимает решение об изменении угла атаки лопастей, или повороте корпуса в более выгодную сторону. Он следит на количеством вырабатываемой энергии и уровнем заряда в аккумуляторах. В непогоду или обнаружив поломку электронный мозг электростанции может самостоятельно принять решение остановить лопасти и вызвать команду ремонтников.

Обычно лопасти имеют размах от 20 до 40 метров и вращаются со скоростью 10-20 оборотов в минуту.

Автоматическая коробка передач, которой оснащены все серьезные ветряки, оптимально передает крутящий момент на генератор, обеспечивая его стабильную работу. Также она преобразовывает невысокие обороты турбин в оптимальные для генератора.

Все ветряные электростанции обращены турбиной к ветру — это позволяет более эффективно сталкивать лопасти с потоком набегающего воздуха. Однако основной проблемой является обширная зона турбулентных завихрений, распространяющаяся за генератором. Это е позволяет располагать их слишком близко друг к другу.

Однако опорный диаметр башни, на которой укреплен генератор настолько невелик, что позволяет поставить его в любом поле.

Отсутствие вредного влияния на окружающую среду позволяет безбоязненно выращивать вокруг ветряной электростанции сельскохозяйственные культуры и производить выпас скота.

Чем выше от земли, тем сильнее ветер. Поэтому башни делаются не ниже 60 метров и ставятся как правило на возвышениях или на ветреной равнине. особенно эффективно расположения ветряных электростанций близ гор, где всегда имеются мощные нисходящие потоки ветра.

Ветряные электростанции

Ветряк, одиноко стоящий в поле может обеспечить электроэнергией максимум несколько ферм поблизости. Что бы нормально поставлять электроэнергию хотя бы к небольшому населенному пункту необходимо несколько ветряных генераторов. Для получения достаточного количества энергии их объединяют в так называемые ветряные фермы.

Это позволяет максимально покрыть площадь с повышенной ветряной активностью, а также набрать достаточно большую мощность с небольших турбин.

Ветряная ферма может быть очень большой, занимать несколько квадратных километров и насчитывать десятки и сони ветряных турбин. Например ветряная ферма в Тараруа (Tararua) в Новой Зеландии насчитывает 134 генератора общей мощностью 160 Мегаватт. Этого достаточно для нужд среднего города.

Ветряная ферма Халет 1 (Hallett 1) в Австралии имеет мощность 95 Мегаватт.

Монтаж и сборка самого большого в мире ветрогенератора M5.

У ветряной энергетики безусловно большое будущее, она вполне способна  потеснить атомную энергетику, а в сочетании с солнечными батареями там и вообще обеспечить человечество свободной энергией с головой.

Автоматический кошачий туалет

Очень много людей на свете любят кошек. Сложно не проникнуться симпатией к маленькому котенку, или взрослому коту, играющему с лазерной указкой. Но кошки в большинстве случаев живут в квартире, где им негде гулять. Как все живые создания нашим домашним любимцам тоже необходимо ходить в туалет. В небольшой квартире это доставляет определенные неудобства. Например если вас целый день нет дома, вечером можно обнаружить где ни будь на полу сюрприз.

Кошки — очень чистоплотные животные и часто отказываются два раза подряд ходить в один лоток. Также проблема актуальна, если у вас несколько животных. В таких случаях как правило приходится ставить два лотка, по одному для каждого «принца».

Решить проблему с уборкой кошачьих туалетов призваны автоматические кошачьи туалеты. Это само очищающиеся устройства, автоматически срабатывающие после появления в них зверя.

Одним из самых выдающихся по нашему мнению является туалет Litter-Robot.

Устройство срабатывает чрез 7 минут после появления в нем животного, и, проворачивая барабан-кабинку просеивает наполнитель. При этом все, что не прошло сквозь решетку попадает в пакет, в нижнем лотке, Совершив один оборот, Litter-Robot снова готов к работе.

Барабан-сепаратор начинает просеивание наполнителя.

Крупные комки, не прошедшие через решетку, падают в нижний лоток.

Наглядно видео от производителя.

Парад выдающихся изобретений. Часть вторая.

Самая известная из всех реактивных машин

Реактивные машины

Недавно мы уже писали про реактивные двигатели. Мы рассматривали их принцип действия и внутреннее устройство. Немного коснулись областей их применения. Сегодня мы хотим провести второй парад изобретений, посвятив его безумным видам реактивного транспорта. Куда только не присобачивали изобретатели эти двигатели. Итак парад объявляем открытым!

Реактивный самолет.

Тут все понятно. Первым реактивным самолетом был Heinkel He 178, созданный в 1937 году.

С тех пор прошло много времени, все сильно изменилось и сейчас большинство самолетов реактивные, с различными модификациями этих двигателей. Самыми очевидными являются истребители, которые используют только реактивные двигатели. Это обусловленно тем, что винтовой истребитель будет очень быстро сбит, из-за своей тихоходности по сравнению с конкурентами.

Все авиалайнеры — турбореактивные, почти все винтовые пассажирские самолеты, на самом деле турбовинтовые. В общем в авиации турбодвигатели прижились и чувствуют себя хорошо, благо топливные баки большие. Но что происходит в других областях техники? Ходят же слухи и байки про туробореактивные машины, поезда, ранцы наконец? Они есть, читаем далее.

Реактивный поезд.

Bombardier JetTrain собственной персовной

Идея поставить на поезд реактивные двигатели, дабы придать ему должное ускорение витает в умах изобретателей с 60 года. Тогда, во время холодной войны и гонки вооружений были созданы прототипы поездов, на крышах которых были установлены спаренные реактивные двигатели, прямоточного типа. Мы рассказывали об этом в предыдущем «Параде изобретений«.
И казалось бы — это отголоски гонки вооружений, ан нет. И современные конструкторы бредят реактивными поездами. Вот например новейший прототип реактивного локомотива JetTrain Bombardier. По нашему мнению тема реактивных поездов до сих пор не раскрыта. Конечно на крышу турбины уже никто не ставит, но она присуствует в двигателе этого поезда.
Такие двигатели способны долгое время поддерживать стабильную работу, а также не могут работать вхолостую, потому что даже без нарузки, этот тип двигателей потребляет 65% от обычного потребления топлива под нагрузкой. Куда? На поддержание «цепной реакции» — подпитку собственной турбины, на минимальных оборотах. Именно поэтому такие двигатели не получили жизни в автомобилях, зато повсеместно используются в самолетах, где они не только двигают самолет, но еще и вырабатывают электроэнергию.
Если суметь преодолеть все технические недостатки, то турбины могут поселится в поездах дальнего следования, благо сил хватает мощность локомотива от Bombardier — 5000 л.с.

Реактивная машина.

Самый быстрый в мире автомобиль

Подвешивание 6000 сильной турбины к своему Ford Focus будоражит многие умы. Неясно практическое применение этой модификации, но смотрится крайне здорово. Вообще, если смотреть со стороны, введя в гугл запрос jet car, можно подумать что за рубежом этим занимается  любой школьник. Неизвестно что привело к такому повальному турбированию машин, но последствия хорошо и ярко показаны в фильме «Премия Дарвина»

Если же обратить свой взор к соревнованиям, то здесь автомобиль с обычным двигателем уже никогда е сможет поставить рекорды. Реактивные авто уже много лет ставят рекорды скорости на земле. На момент написания статьи есть информация про последний рекорд скорости, установленный Энди Грином, на автомобиле Thrust II SSC, сконструированном Ричардом Ноблом. Энди проехал по дну знаменитого озера в Неваде с максимальной скоростью 1229,78 км/ч. Это выше скорости звука, и является абсолютным рекордомю Однако средняя скорость машины по двум заездам составила 1226,522 км/ч.
Такую подвижность машине весом в делять тонн, с корпусом из кевлара, придали два реактивных двигателя Rolls-Royse (Spey 205), суммарной мощностью 110 000 л.с. Управление этого чуда техники было самолетным.

Реактивный грузовик.

Встречается и такое.
Существует видео про реактивный грузовик. Где и когда это было и есть ли еще что-то подобное — неизвестно.

Реактивный велосипед.

Еще одно увлекательное занятие, будоражащее умы зарубежных изобретателей, это реактивный велосипед. В принципе, на это многострадальное средство передвижения можно навесить прямоточный реактивный двигатель.
Например

Смотрится крайне эффектно. Реактивные велосипеды продаются и видимо выпускаются серийно, вот фотография агрегата под названием Fire Trick BOB.

Fire Trick BOB реактивный велосипед

Стоит 1 миллион йен. Все серьезно: скоростная турбина, самолетное топливо, стоимость одной минуты работы (учитывая все расходные материалы — 500 йен), тяга 5,5 лошадиных сил. Заметьте — здесь используется полноценный реактивный двигатель, с турбиной, наддувом и прочими прелестями.
Вот еще одно фото, найденное на просторах интернета. Но здесь, в отличие от Fire Trick используется прямоточный двигатель, что намного проще в конструировании и обслуживании.

Реактивный ранец

Этот вид реактивного транспорта слабо распространен из-за больших сложностей в изготовлении, применении и управлении данным аппаратом. Первоначально Jetpack планировалось применять в военных целях, например для перелета через границу (чтобы не касаться земляной полосы и ограды, не оставлять следов).
Разработки велись в США в 50-60-е годы. Главным инженером в этих исследованиях был Венделл Мур, который поначалу лично и на свои средства разрабатывал реактивные ранцы.
Впервые свободный полет на реактивном ранце был совершен 20 апреля 1961 года, в пустыне около городка Ниагара Фоллс.
Рекондная продолжительность полета составила 21 секунду, и 120 метров, на высоте 10 метров. При этом расходовалось 19 литров перекиси водорода, которая была дефицитом.
В общем после того, как ранец был сделан, товарищи военные поняли, что заигрались. Хотя было ясно изначально, что даже если взвод солдат (7 человек) перелетит тихой ночью через границу на Jetpacks, об этом будут знать ближайшие 8-10 квадратных километров, сила звука достигает 130 дб) Тащить далее за собой такое оборудование (50 кг) никто не будет, да и в остальных применениях ранцы практически бесполезны.

Реактивный мопед

Теоретически должен развивать до ста километров в час. На него привешены два реактивных двигателя JFS 100.

Практичность применения такая же как и у турбо велосипеда, но ведь прикольно!

Реактивная установка Катюша

Легендарная система реактивного залпового огня. Является одним из самых безбашенных проектов советской военной промышленности. Стреляет снарядами РС-132.
Каждый снаряд имеет твердотопливных реактивных двигатель на бездымном порохе, включает в себя боевую, топливную и собственно реактивную части.
Применение катюши сопровождалось неслыханным фейерверком и полным уничтожением всего что попадало под обстрел на расстоянии до 8,5 км от установки. Впервые БМ-13 были применены для уничтожения складов с горючим, чтобы они не достались подходящим фашистским войскам.
Применение же реактивной установки по прямому назначению первое время часто вызывало панику у противника.