И дождь зажигает лампы

О скептицизме и альтернативной энергетике

Совсем недавно мировое сообщество перестало считать людей, пытающихся обуздать энергию солнца и ветра, чудаками. Период насмешек исчисляется, примерно, сотней лет. Таков срок фразы «совсем недавно».

Перестали скептически ухмыляться, прекратили ёрничать, поняли свою оплошность. Но человечество и не подумало извиняться перед учёными за своё недальновидное поведение. Но и не бросилось следовать советам первооткрывателей. Скептиков в альтернативной энергетике не поубавилось. Хотя цена одного киловатта электроэнергии, полученной традиционными источниками, с каждым годом растёт, как на дрожжах. А советы учёных просты — используйте дармовые источники возобновляемой энергии, и через пять -шесть лет полностью окупите свои расходы и будете пользоваться совершенно бесплатной электроэнергией.

Простой расчёт показывает, что с задачей энергоснабжения индивидуального дома альтернативная энергетика справится достойно. Смотрите: средний загородный дом со всеми современными бытовыми приборами забирает примерно до 400-500 квт/час электроэнергии за месяц. Смонтировать установку из 25 солнечных батарей, да плюс подключить к домашней сети получаемую энергию от ветроустановки и дождя – и проблемы решены. То есть, смонтировать гибридную установку из трёх видов возобновляемых источников энергии — и дело в шляпе!

С солнцем и ветром всё предельно ясно. А вот что из себя представляет установка, способная получать электроток от энергии падающего дождя – раздел науки мало исследованный. Давайте познакомимся поближе с этой необычной альтернативной кладовой энергетики.

Когда скрывается солнце

Вы замечали такое явление в природе: когда солнце скрывается за тучи, — обычно ветер усиливается, начинается дождь. На этой закономерности и решили сыграть учёные. Они создали гибридную установку, использующую энергию трёх типов альтернативных источников для более надёжного и беспрерывного питания электроприборов.

Пионерами в идее использовать энергию падающего дождя оказались французские инженеры. Они изобрели так называемые пьезоэлектрические датчики, чувствительные к падающим каплям. Слово «пьезоэлектрические» уже прочно внедрилось в терминологию учёных, работающих над проблемой новых открытий в альтернативной энергетике. Оно означает способность отдельных материалов накапливать энергию при механическом воздействии на них. Специалисты французского национального политехнического института считают, что энергии падающей с неба воды любой интенсивности вполне достаточно, чтобы получить электроток для маломощных приборов.

Бразильские учёные из Кампинаса добились невероятных ранее результатов при извлечении электроэнергии даже из воздуха. Как такое можно объяснить? Учёный Гелимбек поясняет, что при большой влажности воздуха частицы кварца наполняются отрицательными зарядами, а фосфат алюминия в приборе получает положительный заряд. По такому принципу группа учёных работает над конструкцией будущего агрегата.

Сама идея пьезоэлектричества целиком захватила мировое сообщество учёных. Открытие такого явления натолкнуло на мысль о создании материала, который бы реагировал как на солнечный свет, так и на механическое воздействие дождевых капель. Учёными из Великобритании удалось первыми достичь финишной ленты в этой гонке: они создали сборное волокно, способное накапливать энергию и от солнца, и от воздействия дождя. Будущее такого материала – гибкого, лёгкого – по мнению учёных безгранично. Ранее созданные волокна с подобными свойствами были жёсткими, что значительно ограничивало сферу их применения.

Теперь появилась возможность получать энергию при отсутствии солнечных лучей даже при едва моросящих дождях и слабом ветре. Намного расширяется применение таких агрегатов при отсутствии какого-либо вида источника альтернативной энергетики. Больших иллюзий, правда, учёные пока не питают и поставили минимальную цель обеспечить энергией микроэлектронику. Такое гибкое и лёгкое волокно может быть помещено в корпус того же ноутбука, что даст возможность заряжать его в дорожных условиях.

Предела фантазии не существует. Изобретение такого материала может обернуться «посадкой» искусственных деревьев вокруг загородного дома с искусственными листьями из пьезоэлектрических волокон, которые будут способны преобразовывать энергию солнца, ветра и дождя в нужное для домашнего хозяйства электричество.

Пьезоэлектрический генератор Кюри:

Отпор скептицизму

Вообще-то, скептицизм натворил для человечества множество бед за всю историю земной цивилизации. Сколько изобретений погибло по его вине в самом начале их появления, сколько отличных технологий внедрено лишь спустя века! Огромная армия скептиков и поныне сомневается в программах развития альтернативной энергетики, опираясь на то, что не всегда бывает солнце даже днём, много безветренных дней, малая мощность ветро-солнечных установок, дороговизна и т.д. и т.п.

В нашей стране по старинке некоторые политики и даже отдельные специалисты смотрят на возобновляемую энергетику с большим скептицизмом. Они даже положительный опыт других стран игнорируют. Взять тот же Китай. Сегодня он совершил наглядную революцию – по стране каждый день вводится в эксплуатацию столько ветроустановок, сколько их всего существует в России. Благодаря чему Китай вырабатывает до 100 млрд. кВтч электроэнергии за счёт возобновляемой альтернативной энергетики. Не будем говорить о европейских странах, где вообще внедрение альтернативной энергетики возведено в ранг государственной политики. В то время как наши скептики до сих пор пекутся о вреде вибрации ветряных установок для жизни земляных грызунов.

Скептики от альтернативной энергетики обычно консервативны, стоят на позициях стародавних традиций. Дескать, дорогие установки альтернативной энергетики, малая мощность. Непостоянство ветра и солнца. Что касается двух последних, якобы, недостатков, то достаточно сказать, что современная техника может успешно аккумулировать энергию, что даёт возможность использовать её круглые сутки.

По поводу дороговизны: за последнее десятилетие ветровые и солнечные установки настолько востребованы, что цена их монтажа и оборудования снизилась в несколько раз. Стали устанавливать гибридные станции, что даёт возможность полнее использовать природную энергию солнца, ветра и дождя.

Помните, выше было сказано о материале, изобретённом в Великобритании, который сделал революцию в освоении альтернативных источников энергии в виде солнца, ветра и дождя. Это волокно из пьезоэлектрического полимера, то есть, такого, который может накапливать энергию при механическом или световом воздействии на него. Так вот, одним из главнейших преимуществ такого материала является его низкая себестоимость, потому что он изготавливается из дешёвых составляющих. И недалёк тот час, когда наши мелкие приборы будут заряжаться сами по себе, не требуя ни дорогих батареек, ни электроэнергии. И такое преимущество нисколько не отразится на повышении цены современных изделий.

Такой простейший пример. Австралийские учёные с помощью пьезоэлектрических материалов, которые могут накапливать энергию, предложили использовать для работы компьютера… клавиатуру. Нажимаешь клавиши и ток снабжает твой компьютер. Похоже, используя тончайшую пьезоэлектрическую плёнку для зарядки современных устройств, человечество вплотную подошло к созданию вечного двигателя. Пока скептики сомневались, учёные не дремали.

Ещё один факт против скептиков

Спорить можно до бесконечности в зависимости от характера спорящих. Но реальные факты говорят в пользу альтернативной энергетики. Тут уж ни убавить, ни прибавить. Такой пример.

Всем приятно пройтись по ночным городским улицам, ярко освещёнными фонарями современного дизайна. С этим спорить никто не будет. А ещё приятнее сознавать, что эти уличные осветители работают за счёт энергии солнца, накопленной в течение дня и дождя во время ненастья. Это экологические фонари «Манго», изобретённые в Индии учёным – конструктором Адамом Миклоски (см. рис.).

На мысль создать такой фонарь, который бы накапливал за день энергию солнца, а в ненастные дни энергию дождя, чтобы в течение всей ночи ярко освещать улицы городов, натолкнула учёного сама природа. Климат в Индии довольно непостоянный: то идут проливные дожди, то нещадно палит солнце. Эти природные явления и были взяты за основу решения данной задачи.

Сверху фонари плоские для размещения на них солнечных батарей. Форма прожектора в виде большого листа дерева для сбора дождевой воды и переработки её падающей энергии в электричество. И они уже работают. Поезжайте, скептики, в Индию и убедитесь воочию.

В любой точке планеты можно использовать преобладающие климатические особенности и сконструировать освещение. Вся бы земля вспыхнула ночными огнями, которые дала человечеству сама природа.

В.Ильин

Пьезоэлектрический преобразователь как альтернативный источник энергии :