Да използваме изгубената енергия

Статията е публикувана първоначално в блога за наука на в-к Капитал: http://capital.bg/showblog.php?storyid=359974

Десетки ограничения, наложени от физическите закони, не позволяват изграждане на машина, произвеждаща вечно енергия от нищото. Нови малки устройства обаче могат да произвеждат електричество като използват „разпилявана“ механична енергия.

Един от основните физични закони – този за запазване на енергията, гласи, че енергия не може да се създава или унищожава – възможен е само преход на енергията в различни състояния. Така всеки познат ни вид енергия е енергия, преминала от една форма в друга – електрическата е била атомна, а механичната – електрическа или топлинна. Съществуват още редица възможности за енергийни трансформации. Способността да канализираме заобикалящите ни енергийни потоци във форма, удобна за използване е пътят за разрешаване на нарастващите енергийни нужди на цивилизацията ни.

Група британски инженери от университета в Саутхемптън намериха нов начин за оползотворяване на вид „загубена” заводска енергия [1]. Всеки производствен процес е свързан в определена степен с работа на машини. В зависимост от големината си те произвеждат различни по честота механични вибрации. Именно тези вибрации са „прихванати” от изследователите и използвани в конструираните от тях минигенератори. Тези минигенератори, които са с големина по-малка от един кубичен сантиметър, биха могли да захранват с ток безжично различни устройства. Ето пример за повишаване на енергийната ефективност. Едно от първите практически приложения ще е изграждането на мрежови сензорни системи със собствено и независещо от кабели или подмяна на батерии захранване.

Най-общо принципът на действие е основан на генериране на електромагнитно поле от два малки магнита. Те са закрепени за еластична ос и заобикалят спирално навита медна жичка. При разклащане, породено от външните вибрации, се предизвиква раздвижване на магнитите. Тяхното движение поражда електрично поле около медната намотка и така възниква насочено движение на електрони в нея. С други думи протича ток. Тази схема се използва при всички генератори за ток. Новостите тук са изключително малките размери и „причинителя” на магнитното поле – външни вибрации.

Източници на вибрации за минигенераторите могат да бъдат големи мостове, самолетни двигатели, дори ритмичната дейност на сърцето. Всички тези възможни енергийни донори предоставят интересни възможности за изграждане на разнообразни сензорни или навигационни системи. Може би един ден, нуждаещите се от пейсмейкър (водач на ритъма на сърцето), ще се избавят от рискованите подмени на батериите, което за момента става през определени периоди от време.
= ============

1. Beeby S. P. et al. A micro electromagnetic generator for vibration energy harvesting. J Micromech Microeng 2007; 17: 1257-1265.

Статията е публикувана в блога за наука на Капитал
http://capital.bg