MY.UAНовини
Замість сонця і вітру: незвичайні генератори електроенергії, що працюють на воді
Замість сонця і вітру: незвичайні генератори електроенергії, що працюють на воді

Замість сонця і вітру: незвичайні генератори електроенергії, що працюють на воді

Незвичайні установки створюють електричний струм завдяки садовому шлангу, дощу та знаменитій дитячій іграшці. Їх цілком можна відтворити у себе вдома.

Вода може бути ефективним джерелом енергії поряд із сонячним світлом і вітром, але його поки що не беруть до уваги. Фокус розповість про досить прості гідростанції для видобутку безкоштовної електрики, які, за великого бажання, можна створити і застосовувати у себе вдома.

Шланг на допомогу

Блогер зі США Пол Джанкін придбав в онлайн-магазині Amazon прилад, який надягається на садовий шланг і має генерувати електроенергію, коли струмінь води під напором обертає маленьку турбіну. За заявленими характеристиками, така станція має видавати потужність у 10 Вт з напругою 12 В, але на практиці навряд чи досягала 1 Вт. Цього недостатньо навіть для зарядки смартфона, яка зазвичай потребує близько 5 Вт.

Пол Джанкін загорівся ідеєю і вирішив зібрати подібну електростанцію більшу та ефективнішу. У своєму відеоролику він розмістив доволі детальну інструкцію, як це може зробити будь-хто.

Обчисливши тиск і швидкість потоку води, ентузіаст визначив максимальну потужність, яку здатен видавати шланг — 52,2 Вт. Це за умови, що турбіна матиме 100% ефективність, чого на практиці досягти неможливо, тому він націлився на 50%.

Блогер вивчив різні типи водяних турбін і зупинив вибір на турбіні Пелтона, адже вона чудово підходить для високого тиску за невеликої швидкості потоку. За зовнішнім виглядом її лопаті нагадують ложку і розділяють струмінь на дві частини, використовуючи майже всю його енергію для обертання.

Пол надрукував 23 ложки-лопаті на 3D-принтері, а потім прикріпив їх до колеса за допомогою заклепок. Тут потрібно бути акуратним, адже надмірне зусилля може пошкодити пластикову деталь. У коментарях творець додав, що версія з 12 лопатями виявилася дещо продуктивнішою.

Наступний крок: зробити каркас для колеса з алюмінієвих профілів, створених шляхом екструзії. Тут дуже важливо стежити за розмірами під час нарізки, адже кожен міліметр може зіпсувати конструкцію. Алюмінієві деталі потрібно скріпити одна з одною за допомогою кутових кронштейнів, щоб вийшов прямокутний короб. Потім із пластику на 3D-принтері надрукували "щит", який не дає воді розхлюпуватися на всі боки, спрямовуючи її в один.

Генератор саморобної гідроелектростанції Пола Дженкіна
Фото: Скриншот

Останній крок — встановлення генератора, роль якого виконує невеликий 62-ватний мотор. Його Пол Дженкін встановив у пластиковому корпусі, який прикріпив до каркаса за допомогою T-подібних гайок. Турбіну і генератор з'єднали шестерня на осі та ремінь. Щоб максимізувати передачу енергії від потоку води до лопатей турбіни, шланг під'єднано до сопла, що сходиться.

Під час випробувань електростанція показала вихідну потужність близько 22 Вт при напрузі 12 В. Якщо під'єднати генератор до автомобільного інвертора, що перетворює постійний струм на змінний, то з його допомогою можна заряджати смартфони, вмикати лампи та інші малопотужні пристрої.

Винахідник не розкрив свої витрати на побудову такої електростанції, але, як мінімум, потрібно мати 3D-принтер або замовляти більшу частину деталей у того, у кого вони є, що недешево. За водопостачання потрібно теж потрібно платити, однак замість шланга можна використовувати природні струмки та водоспади для значної економії. Крім того, відпрацьована вода нікуди не дівається, її можна збирати в баки майже без втрат, щоб потім використовувати для господарських потреб. Наприклад, якщо все одно потрібно набирати відра води для миття автомобіля чи поливу дерев, то чому б не отримати ще й трохи безкоштовної електрики.

Пол Дженкін показав, як зробити генератор, що працює від води зі шланга

Максимальна економія води

Зазвичай для виробництва електрики потрібна велика кількість води, проте вчені з Міського університету Гонконгу розробили нову установку, яка може запалити 100 світлодіодних лампочок за допомогою однієї краплі дощу. Вони виявили, що крапля води об'ємом 100 мікролітрів (1 мікролітр — це мільйонна частка літра), що падає з висоти 15 см, створює напругу понад 140 В.

Генератор має структуру, схожу на польовий транзистор (FET): він забезпечує дуже високу ефективність перетворення енергії і в тисячі разів більшу щільність потужності порівняно з іншими конструкціями. Він складається з двох електродів — одного з алюмінію та іншого з оксиду індію та олова (ITO) з нанесеною на нього плівкою з політетрафторетилену, яка відповідає за генерацію, зберігання та індукцію заряду.

Гідрогенератор, створений вченими Міського університету Гонконгу

Коли крапля, що падає, вдаряється об поверхню, то своєю вагою "з'єднує" електроди, замикаючи електричний ланцюг. Потім вона вивільняє всі накопичені заряди на плівці для створення струму, а система одразу ж використовує його для живлення лампочок.

Експерименти показали, що на роботу такої гідроелектростанції не впливає низька відносна вологість, вона може використовувати як прісну, так і морську воду. За підрахунками фізиків, технологія може генерувати до 50 мегават на квадратний метр — це в тисячі разів більше, ніж в аналогічних пристроїв, а ефективність перетворення енергії також значно вища.

Генератор можна встановлювати не тільки на вулиці під дощем, а й у вельми незвичних місцях, наприклад, на корпусі суден, парасольках, скляних вікнах, усередині пляшок, і майже скрізь, де часто стікають краплі. Таким чином буде повною мірою використовуватися низькочастотна кінетична енергія води.

Установка для генерації електроенергії з Гонконгу

Технологія не виглядає особливо складною, і охочі можуть спробувати її відтворити, користуючись інформацією про дослідження, опублікованими в журналі Nature.

"Птах, що п'є"

Натхненні класичною іграшкою-птахом, вчені з Гонконгу і Гуанчжоу (Китай) розробили двигун, який ефективно перетворює енергію випаровування води в електрику для живлення невеликої електроніки. Пристрій дає напругу, що перевищує 100 вольт — набагато більшу, ніж інші технології, що генерують електрику з води. Генератор може працювати кілька днів, використовуючи всього 100 мілілітрів рідини.

Іграшку під назвою "птах-діппі" вчителі фізики десятиліттями показують дітям на уроках. Вона складається з двох скляних колб, з'єднаних скляною трубкою, всередині якої зберігається дуже летюча рідина — метиленхлорид. Верхня колба, в якій знаходяться дзьоб птаха і декоративний циліндр, покрита матеріалом, схожим на повсть, а тіло птаха підвішене на двох пластикових ніжках.

Коли голова птаха опускається в склянку з водою, вона починає випаровуватися. Виникає різниця тиску, що змушує рідину в нижній колбі підніматися по трубці, поки вона не заповнить голову і змусить птаха знову опуститися до води, щоб "пити" і повторювати процес знову.

Професор Хао Ву згадала про цю іграшку, намагаючись створити більшу вихідну напругу для генератора, що працює від випарів. Вона зрозуміла, що "птаха-діппі" можна використовувати для перетворення механічної енергії на електрику. Так народилася концепція трибоелектричного гідроелектричного генератора.

Науковці розмістили два трибоелектричні модулі наногенератора для збору механічної енергії, з обох боків двигуна п'ючого птаха, який вони реконструювали зі звичайної іграшки. Дослідники протестували прототип з різними невеликими електронними пристроями, використовуючи його для живлення 20 рідкокристалічних дисплеїв, датчиків температури та калькуляторів.

Головною проблемою виявилося тертя, що сповільнює роботу генератора. Дослідники прикріпили спеціальні волокна як матеріали для перенесення заряду, завдяки цьому пристрій запрацював плавніше. У майбутньому вони планують розробити власного птаха замість іграшки, щоб ефективніше перетворювати енергію випаровування води на електричну. Крім того, вчені розглядають різні способи практичного застосування установки в повсякденному житті.

Важливо Інноваційний елемент видобуває електрику без сонця: потрібно лише трохи води
Теги за темою
електроенергіявода
Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
МОЗ забороняє госпіталізацію дітей до психіатричних лікарень з 1 липня
24tv
2025-06-29T12:09:08Z
Обстрілянний рік тому "Охматдит" нарешті почали відновлювати
Gazeta UA
2025-06-30T05:39:54Z
Що пити зранку – каву чи чай
24tv
2025-06-30T04:51:28Z
Холодний чай без заварювання: рецепт ідеального напою для спеки
Знай
2025-06-30T04:51:17Z
Для чого в рідке мило додають таблетку від головного болю
Gazeta UA
2025-06-29T19:39:14Z
Що відбувається з організмом, коли п'єте чай з молоком щодня
Gazeta UA
2025-06-29T18:48:12Z
Сотні скарг і перші смерті: розслідують побічні ефекти популярних ліків для схуднення
24tv
2025-06-29T18:24:49Z
Харчування проти стресу, як їжа впливає на гормон кортизол
360ua.news
2025-06-29T18:00:41Z
Понад 90% пацієнтів верифікували дані в електронній системі охорони здоров’я - Ляшко
УкраинФорм
2025-06-29T16:04:10Z
104 справи щодо війни за якими варто стежити цього тижня: черкаські комуністи, діячка від ОПЗЖ та зрадник з СБУ
Украина Криминальная
2025-06-30T06:03:52Z
Посол США в Туреччині очікує на вирішення суперечки щодо F-35 до кінця року
Европейская правда
2025-06-30T06:03:51Z
Неповнолітній син Кадирова носить годинник за 7 млн доларів
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T06:03:31Z
Іранські релігійні лідери оголосили Трампа "ворогом Бога" та закликали до помсти
iPress
2025-06-30T06:01:29Z
Глава МЗС Німеччини прибув до Києва
Европейская правда
2025-06-30T05:57:39Z
Чому Путін знову заговорив про переговори
GlavRed
2025-06-30T05:57:25Z
Українцям слід усвідомити: Щоб не стати частиною Росії, потрібно не просто перемогти у війні
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T05:54:09Z
Іран може поновити виробництво збагаченого урану «за лічені місяці»
Украина Криминальная
2025-06-30T05:48:49Z
Порівняли РФ із нацистською Німеччиною: між Баку і Москвою розгорівся скандал, — подробиці
Фокус
2025-06-30T05:45:27Z
Буде наче щойно з грядки: як закрити кріп на зиму
24tv
2025-06-30T05:27:22Z
Один із найкрасивіших островів Греції закрито для туристів
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T05:18:39Z
Для сімейного сніданку: як швидко приготувати корисний пиріг на основі лавашу
Gazeta UA
2025-06-30T04:39:57Z
Сексуальні пригоди у Тельців і Скорпіонів, тривожно Терезам: гороскоп на тиждень для чоловіків
24tv
2025-06-30T03:39:06Z
Без хімії та дорогих засобів: як очистити шви між плиткою за копійки
GlavRed
2025-06-30T03:27:20Z
Незвичайний ребус: знайдіть 3 яблука серед безлічі помідорів за 5 секунд
GlavRed
2025-06-30T03:27:17Z
Вийде гора відбивних за копійки: така страва з курячих сердечок вас приємно здивує
Telegraf
2025-06-30T03:18:11Z
Щоб не витратити гроші на підробку: як вибрати якісну оливкову олію
24tv
2025-06-30T03:09:59Z
Рибам треба подбати про зміну іміджу: гороскоп на 30 червня
24tv
2025-06-30T02:03:44Z
Оттава відмовилась від податку для техгігантів:, аби відновити перемовини з США
24tv
2025-06-30T05:42:38Z
Газове маскування: як Росія намагається повернутися на ринок ЄС. Спроба-2
ZN UA
2025-06-30T05:33:26Z
Агрохолдинг Tekom Agro Group розпочав жнива озимої пшениці
Agravery
2025-06-30T05:21:33Z
Українцям можуть без попередження вимкнути світло – як споживачам повернути електропостачання
24tv
2025-06-30T05:18:23Z
Євро стрімко підскочив - курс валют на кінець червня
Gazeta UA
2025-06-30T05:09:40Z
Україна та ЄС суттєво переглянуть список молочної продукції, яка квотується
AgroPortal
2025-06-30T05:00:12Z
США анонсували 500-відсоткові мита для торгових партнерів Росії
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T04:45:26Z
Дефіцит продуктів у Полтавській області: базові товари починають зникати з полиць
Политека
2025-06-30T04:30:44Z
Зуби на полицю і затягнути пояс тугіше: супермаркети підвищують ціни на м'ясні продукти
Знай
2025-06-30T04:21:38Z
Пам'яті поліцейського Дмитра Клименка
УкраинФорм
2025-06-30T06:03:57Z
В Україні за тиждень одружилися понад 3,6 тис. пар: де відбулось найбільше весіль
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T06:00:45Z
Робота для пенсіонерів: в яких містах готові платити 30 тисяч без досвіду
Политека
2025-06-30T06:00:42Z
Китайські розробники провели успішне випробування нового стратегічного бомбардувальника H-6N
InternetUA
2025-06-30T05:42:09Z
Українським водіям загрожує новий штраф у 5100 грн
ЗаРулем
2025-06-30T05:36:01Z
Робота без реєстрації, трансляція каналів з Росії. Як Нацрада моніторить і штрафує провайдерів
Детектор М
2025-06-30T05:30:15Z
Пенсія в Запоріжжі: ПФУ вимагав у жінки повернути 37 тисяч гривень, що вирішив суд
Политека
2025-06-30T05:30:15Z
Де українським біженцям найдорожче жити за кордоном
24tv
2025-06-30T05:06:51Z
1 липня — яке церковне свято, чому не слід робити великі закупи і скаржитися на життя
TSN
2025-06-30T05:06:44Z
Поліг у стрілецькому бою поблизу Добропілля. Згадаймо Володимира Коваля
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T06:00:40Z
На Одещині випало лише 5% декадної норми дощів
AgroPortal
2025-06-30T06:00:31Z
Росіяни штурмують ключовий населений пункт на Запоріжжі - Сили оборони
Хвиля
2025-06-30T06:00:22Z
Українські військові захопили африканських найманців Росії
24tv
2025-06-30T06:00:04Z
У Буча проводжають в останню путь військового Анатолія Проценка
Khreschatyk
2025-06-30T05:48:23Z
У Запоріжжі підводний дрон виявив в Дніпрі бойову частину ворожого «Шахеда»
УкраинФорм
2025-06-30T05:42:09Z
Ліквідовано 1070 окупантів та знищено 3 гелікоптери: втрати ворога на 30 червня
24tv
2025-06-30T05:39:59Z
Перекрили навіть Кримський міст: окупанти скаржаться на атаку дронів в Криму
GlavRed
2025-06-30T05:30:20Z
На фронті за добу - 137 зіткнень, Покровський і Лиманський напрямки найгарячіші
УкраинФорм
2025-06-30T05:30:19Z
Шахраї почали маскуватись під перевізників: поліція попереджає про нову схему
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T06:03:50Z
У США стрілець влаштував пастку для рятувальників. Є загиблі
Telegraf
2025-06-30T05:54:46Z
На Харківщині минулої доби через російські удари двоє людей загинули і восьмеро постраждали
УкраинФорм
2025-06-30T05:45:59Z
Чоловік накинувся із ножем на матір і сестер - дві загиблі
Gazeta UA
2025-06-30T05:42:37Z
Атака на Харківщину: з’явились фото наслідків
ГЛАВКОМ NET
2025-06-30T05:42:10Z
Жінка отримала покарання за пости про ТЦК — що призначив суд
InternetUA
2025-06-30T05:27:01Z
Четверо постраждалих та пожежі: які наслідки нічної атаки росіян на Україну
Фокус
2025-06-30T05:21:34Z
На Харківщині зросла кількість постраждалих від російських дронів, ДСНС показала наслідки атаки
ZN UA
2025-06-30T05:18:52Z
На Херсонщині за добу внаслідок атак РФ двоє людей загинули, восьмеро поранені
УкраинФорм
2025-06-30T05:12:09Z
«Формула-1» і Бред Пітт принесли перший касовий хіт для Apple — $144 млн на старті прокату
ITC
2025-06-30T04:33:04Z
Софія Єгорова – "Моє місто" – 1 місце чарту FM-TV минулого тижня.
FM-TV
2025-06-30T01:00:59Z
Повне розчарування: Луселія Сантус зганьбилася хвалебними промовами на адресу РФ
GlavRed
2025-06-29T23:27:30Z
"Я зробив перший крок": Потап уперше зізнався у зраді
GlavRed
2025-06-29T21:27:56Z
Президента Чехії помітили серед натовпу на концерті легендарного рок-гурту
24tv
2025-06-29T20:21:50Z
«Паразити» — найкращий фільм першої чверті XXI століття за версією The New York Times
Детектор М
2025-06-29T19:51:55Z
Потап уперше видав, як протягом років зраджував ексдружину Горову з Каменських: "Вміємо приховувати"
TSN
2025-06-29T19:48:19Z
Після чуток про сурматеринство: Леся Нікітюк показала фото з пологової палати
GlavRed
2025-06-29T19:27:49Z
Потап пригадав зустріч із Зеленським і зізнався, який він у реальному житті: "Я бачився з ним"
TSN
2025-06-29T19:06:36Z
Тест-драйв нового Opel Mokka: ставка на стиль і емоції
Фокус
2025-06-30T05:42:26Z
Нова вантажівка від Ram вражає стилем і залишається доступною за ціною
Топ Жир
2025-06-30T04:18:22Z
Ви ще ніколи не бачили, щоб дах Toyota робив таке
Топ Жир
2025-06-30T01:18:59Z
Обмеження за віком: кому в Україні заборонено сідати за руль
GlavRed
2025-06-30T00:27:44Z
Hyundai N не відмовиться від бензинових двигунів, незважаючи на популярність електромобілів
Топ Жир
2025-06-29T23:48:12Z
Яка зникла автомарка варта відродження як виробник електромобілів?
Топ Жир
2025-06-29T21:48:22Z
Ферстаппен потрапив у епічну аварію на гран-прі Австрії: відео з чемпіоном Формули-1
24tv
2025-06-29T20:45:45Z
Новий компактний кросовер Audi отримав більш стрункий дизайн та потужніший двигун
Топ Жир
2025-06-29T20:18:26Z
Він придбав мрійний Alfa Romeo, але не може керувати ним вже місяцями
Топ Жир
2025-06-29T18:48:42Z
Автори закликають видавців обмежити використання штучного інтелекту в США
InternetUA
2025-06-30T06:01:29Z
Facebook намагається виманити дані для свого ШІ з вашої галереї і ще не опублікованих фото
ITC
2025-06-30T06:01:01Z
Власникам PlayStation 5 радять не ставити консоль вертикально: у чому небезпека
InternetUA
2025-06-30T05:21:57Z
Огляд ігрового монітора 2E G3024B: коли «норм» — вже приємна несподіванка
ITC
2025-06-30T04:33:00Z
Китай розробив бомбу, здатну виводити з ладу електростанції інших держав, — ЗМІ
Фокус
2025-06-30T04:15:14Z
Цей стартап скоротив розробку парфумів з 1,5 року до 2 днів за допомогою ШІ
InternetUA
2025-06-30T04:03:10Z
Зміна клімату посилює авіаційну турбулентність
InternetUA
2025-06-30T03:01:25Z
Можна залишитись без грошей: які помилки найчастіше роблять біля банкомату
Знай
2025-06-30T02:12:24Z
Apple почала масове виробництво iPad Pro з OLED та чипом M5
InternetUA
2025-06-30T02:03:47Z
Жіноча збірна України з волейболу виграла Золоту Євролігу
Украина Криминальная
2025-06-30T05:57:43Z
Клубний ЧС-2025 з футболу. Визначилася друга пара 1/4 фіналу
УкраинФорм
2025-06-30T05:27:57Z
Горецка: Було весело боротись за м’яч проти Фламенгу за такої температури
Football.ua
2025-06-30T05:24:04Z
Український супертяж частину гонорару команді суперника: для чого він це зробить
24tv
2025-06-30T05:06:08Z
Інтер — Флуміненсе. Напередодні
Football.ua
2025-06-30T04:51:42Z
Мама з України, постійні зради та відкушене вухо Холіфілда: тернистий шлях Майка Тайсона
24tv
2025-06-30T04:09:43Z
"Бог забрав це": тренер Дюбуа знайшов причину поразки британця у першому бою з Усиком
24tv
2025-06-30T03:09:44Z
Живе у Києві з бабусею: що відомо про доньку Володимира Кличка та Гейден Панеттьєрі
24tv
2025-06-30T02:15:44Z
Повідомили дату і час проведення бою між Усиком і Дюбуа
Gazeta UA
2025-06-30T01:48:56Z