Как при помощи воды получают электричество
На протяжении веков люди использовали силу воды для выполнения различных задач. Например, для измельчения зёрен в муку. Сегодня же воду используют для создания электроэнергии. Но как это происходит?
В движущихся водах энергия исходит от гравитации. Согласно круговороту воды в природе, вода испаряется с поверхности земли либо выделяется растениями. Далее высвобождённый водяной пар переносится на большую высоту и превращается в облачные капли. Далее эти капли становятся всё больше и в итоге падают с неба в виде осадков: дождя, снега.
Течь воду на поверхности Земли заставляет сила тяжести. Если вода выпадает в виде дождя, то её часть стекает вниз по естественным каналам и превращается в реку. Сооружения, благодаря которым вода превращается в электричество, работают при помощи турбины. В частности, эти сооружения улавливают энергию проточной воды за счёт турбины. Эта вращающаяся турбина соединяется с валом. А вал вращается внутри устройства под названием «генератор». Генератор использует для преобразования энергии вала в электричество индукцию.
Существуют две разновидности гидроэнергетических сооружений. Это «русловый» гидроузел и «водохранилище» или «плотина» ГЭС. Вообще гидроэнергетика зависит от того, сколько воды в реках на планете. Из-за глобального потепления и изменения климата в отдельных регионах может выпадать меньше осадков. Это позволит вырабатывать меньше электричества.
Как получить электричество из воды
Сегодня гидроэнергетика составляет около 20% всех энергетических мощностей планеты. Непосвященный обыватель вспомнит, разве что, о гидроэлектростанциях. Однако для того, чтобы получить электрический ток из воды, вовсе не обязательно перегораживать водоемы плотинами. Оказывается, есть еще немало способов. К примеру, подводные «змеи». Эти устройства размещаются в районах со значительными течениями и используют силу их тока для выработки электроэнергии. Или изобретение французских ученых, позволяющее получать энергию из колебательных движений, возникающих при падении капель дождя на специальную поверхность. Прогресс пошел еще дальше: военно-морской флот США объявил о том, что ведет работы по созданию корабля, топливом для которого будет морская вода. И даже вода, рассеянная в воздухе в виде мельчайших капель тумана, может стать источником электричества. Еще в 1975 году был запатентован метод получения электротока с помощью тумана. Не столь экзотична, зато более распространена геотермальная энергетика, суть которой сводится к получению электричества с помощью энергии горячих подземных источников. В общем, гидроэнергетика гораздо разнообразнее и перспективнее, чем кажется.
Следите за развитием событий в нашем Телеграм-канале
Хотите видеть наши новости в своей ленте социальной сети? Присоединяйтесь к нам в Вконтакте, Одноклассниках и в Яндекс.Дзен. Вы также можете настроить RSS-фид и подписаться на регулярное получение новостей и погоды в Telegram.
Правда ли, что из обычной соленой воды можно добыть электричество?
Там, где перемешиваются соленые и пресные воды, таятся залежи постоянно обновляемой энергии. Так, по крайней мере, считает наноинженер Александра Раденович из Швейцарского федерального технологического института.
Редакция сайта
Getty Images
В 2016 году Раденович опубликовала проект качественно нового типа электрогенератора, которые больше похож на тончайшую мембрану. Генератор получает энергию из процесса осмоса — когда соли из соленой воды равномерно распределяются в пресную через мембрану. Генератор в самой своей тонкой части не превышает трех атомов в ширину, и его можно использовать в устьях рек или других местах, где постоянно смешиваются воды разной солености.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Раденович пишет, что выработка электроэнергии у такого генератора может быть огромной. Такое устройство площадью всего 0,3 квадратных метра теоретически может производить целый мегаватт энергии. Этого достаточно, чтобы запитать 50 000 энергосберегающих лампочек. Генератор описан в статье, опубликованной в журнале Nature.
Мембрана Раденович — это тонкий лист, усеянный огромным количеством невероятно крошечных отверстий. Он сделан из относительно дешевого материала под названием дисульфид молибдена. Сквозь отверстия проходят только соли определенного размера. А благодаря дисульфида молибдена отверстия электрически заряжены, отталкивая определенные типы солей. Такие отверстия называются нанопорами. Соли, проходя через мембрану даже через единственную нанопору, уже генерируют небольшое количество электричества. Это происходит, потому что у солей есть небольшой электрический заряд, и таким образом они создают электрический ток посредством этого движения.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Единственная нанопора производит около 10 или 20 нановатт. Соответственно мембрана площадью 0,3 квадратных метра с нанопорами всего на 30% материала производит мегаватт энергии. Правда, есть одна неприятность. Раденович с коллегами сделали мембрану всего лишь с одной нанопорой. Никто пока не знает, как воспроизвести этот материал равномерно, или сделать миллионы наноотверстий, которые нужны для такого генератора. Так что пока мегаватта нам не видать, нужны дополнительные технологии.
Найден способ получения электроэнергии из дождевой воды
МОСКВА, 17 фев — РИА Новости. Ученые разработали новый метод получения электроэнергии из капель дождя. Благодаря предложенным усовершенствованиям им удалось добиться невероятной эффективности: энергии одной дождевой капли хватает, что бы зажечь 100 светодиодных ламп. Описание приведено в журнале Nature.
Попытки получать энергию из падающих с неба дождевых капель делались давно, но все они упирались в мощность генератора, которая оказывалась слишком малой. В новом исследовании китайские инженеры в сотрудничестве с американскими коллегами предлагают новый интерфейс энергогенерирующей установки, при котором мощность генератора существенно увеличивается.
Капли дождя, падая на поверхность пластин генератора, создают водяной мост между алюминиевым электродом и электродом из оксида индия и олова. Образуется замкнутый контур, в котором может высвобождаться энергия. Идея разработчиков заключалась в том, чтобы накрыть поверхность генератора пленкой из политетрафторэтилена (ПТФЭ), которая способна накапливать поверхностный заряд при непрерывном попадании капель воды, пока он не достигнет насыщения. В подобном устройстве капли действуют как резисторы, а поверхностное покрытие — как конденсатор.