Warum erzeugen wir keine Energie mit einem überausgeglichenen Rad?

Beste Antwort

Ein überausgeglichenes Rad ist eine Art von Gerät, das bei der Suche nach häufig versucht wurde eine ewige Maschine. Dies ist unmöglich, da es gegen die Gesetze der Thermodynamik verstößt.

Eine unausgeglichene Masse kann jedoch auf externe Energieeinträge reagieren, was daher nicht mit einer ständigen Bewegung identisch ist. Seismographen arbeiten nach diesem Prinzip, aber das Rad wird zu einem horizontalen Pendel mit begrenztem Bewegungsbereich.

Eine Art von Wellenenergiegerät nutzt dieses Prinzip ebenfalls und erzielt Resonanz, wenn es auf die auf es einwirkenden Körperkräfte abgestimmt ist ( innerhalb eines Wirtsschiffes oder einer Boje) von Meereswellen. Überschüssige Energie wird über einen Generator gewonnen, der am Drehpunkt des rotierenden Pendels angebracht oder direkt um einen Umfang herum aufgebaut ist (so dass es wie ein unausgeglichenes Rad aussieht, aber horizontal montiert ist). Die Steuerschaltung misst den elektrischen Strom vom Generator zur Last, um unter verschiedenen Seebedingungen eine optimale Ausgangsleistung zu erzielen.

Beide Konstruktionen wurden patentiert und auf See erfolgreich demonstriert. Zu den Vorteilen dieses Ansatzes gehören die allgemeine Einfachheit, die intrinsische Robustheit unter schwierigen Bedingungen und die Isolierung von Komponenten aus Meerwasser.

Antwort

Nun Ja , Direkt Die Schwerkraft kann zur Stromerzeugung verwendet werden . Ich spreche nicht von Stromerzeugung aus Wasserkraft.

Lassen Sie mich das im Detail erklären.

Die Idee, die Schwerkraft zur Stromerzeugung zu nutzen, gibt es schon seit irgendwann. Bereits in den 1970er Jahren diskutierten Wissenschaftler die theoretische Möglichkeit, die Anziehungskraft von Schwarzen Löchern zu nutzen, um Strom zu erzeugen [Quelle: Zeit ]. Die Idee war, dass wenn Materie aus sicherer Entfernung auf ein Schwarzes Loch abgefeuert werden könnte (damit das Zündgerät nicht angesaugt würde), das extreme Zusammendrücken dieser Materie durch die Schwerkraft des Lochs es heiß genug machen würde, um ein zu starten Fusionsreaktion.

Die schwerkraftbetriebene Lampe von Clay Moulton, einem Doktoranden an der Virginia Tech, als seine Lampe den zweiten Platz bei der Der Greener Gadgets Design-Wettbewerb 2008 setzt auf Macht. In diesem Fall wickeln die Leute kein Zahnrad oder treten nicht in die Pedale, sondern heben eine Reihe von Gewichten zurück zu ihrem Ausgangspunkt. Die Gravia-Lampe wird durch die fallende Bewegung dieser Gewichte angetrieben, die auch als Schwerkraft bezeichnet wird / span> Es ist eine interessante Idee, eine (vermutlich) grenzenlose Ressource wie die Schwerkraft zur Stromerzeugung zu verwenden. Und während die Gravia-Lampe einige technologische Fortschritte erfordert, bevor sie zu einem brauchbaren Produkt wird, lohnt es sich, das Konzept zu prüfen. In diesem Artikel werden wir in die Gravia-Lampe einsteigen und sehen, was sie zum Leuchten bringt, und wir werden herausfinden, warum eine schwerkraftbetriebene Lampe ein Gerät mit alternativer Energie sein kann, nach dem man Ausschau halten kann. Der vielleicht brillanteste Teil des Gravia-Designs ist seine Einfachheit. Betrachten wir zunächst das Innenleben der Lampe.

Konstruktion und arbeiten:

Die Die Gravia-Lampe basiert auf einem viel einfacheren Konzept: Die Schwerkraft zieht Objekte nach unten. Die Lampe ist eine Stehlampe mit einer Höhe von 147 Zentimetern und einer Zylinderform. Im Inneren des Zylinders befinden sich mehrere grundlegende Teile für die Erzeugung von Licht: Messinggewichte, eine Kugelumlaufspindel, ein Antriebsrad, ein Rotor, ein Generator und eine Reihe von LEDs. So funktioniert der Prozess:

1. Eine Person bringt fünf 4,5-Kilogramm-Messinggewichte an Kugelumlaufspindel in der Nähe der Oberseite der Lampe.
2. Die Plattform fällt sofort entlang der Schraube ab, die entlang der Länge der Lampe ausgerichtet ist Während sich die Plattform die Schraube hinunterbewegt, dreht sich die Schraube. Dadurch wird die Abwärtsbewegung der Schwerkraft (die auf die Gewichte wirkt) in die Drehbewegung umgewandelt, die erforderlich ist, um das Zahnrad nahe dem Boden der Lampe zu drehen.
3. Das sich drehende Zahnrad dreht wiederum einen Generator – eine Rotor / Stator-Baugruppe, die die Drehbewegung in Elektrizität umwandelt.
4. Der Strom versorgt 10 LED-Lampen, die das Acrylgehäuse der Lampe aufleuchten und beleuchten.

All dies geschieht innerhalb von vier Stunden und die LEDs, die einige Sekunden nach dem Gewichte beginnen zu fallen, bleiben für den gesamten Zeitraum eingeschaltet. Sie emittieren zwischen 600 und 800 Lumen, was mit einer typischen 40-Watt-Glühbirne vergleichbar ist [Quelle: Dunn ]. Wenn die Gewichte den Boden der Lampe erreichen, erlöschen die LEDs, und die Person, die die Ereigniskette gestartet hat, muss mehr Leistung eingeben, indem sie die Gewichte wieder nach oben auf die Schraube bewegt. Die Verwendung der Schwerkraft zum Aufleuchten von LEDs ist so erstaunlich. Die Lampe bietet jedoch einige Vorteile, die über ein Gesprächsstoff hinausgehen.

Vorteile der Schwerkraft -betriebene Stehlampen

• Wie auch immer Sie es betrachten, die Schwerkraft als Energiequelle ist schwer zu übertreffen . Es ist kostenlos, es ist endlos verfügbar, und Sie müssen es nicht importieren, abbauen, verfeinern oder anbauen. Die Kraft, die Sie am Boden festhält, könnte Ihr Haus eines Tages mit Strom versorgen.
• Da die Gravia-Lampe überhaupt nicht an eine Steckdose angeschlossen werden kann, ist sie ungefähr so ​​“grün“ wie Sie. “ Wir werden es finden – außer vielleicht einem solarbetriebenen Handy-Ladegerät oder einer windbetriebenen Zeltbeleuchtung. Das Gerät ist vollständig in sich geschlossen und stützt sich ausschließlich auf menschliche Eingaben, um den Zyklus auszulösen, der Licht erzeugt. Es wird keine Energie von außen benötigt, die über die für die Herstellung der Lampenkomponenten in erster Linie erforderliche Energie hinausgeht.
• Und diese Komponenten laut Der Erfinder muss niemals ersetzt werden – oder zumindest nicht in einem menschlichen Leben. Er schätzt, dass die Lampe 200 Jahre lang funktioniert.
• Die LED-Technologie ist dagegen nicht ganz auf dem neuesten Stand der 200-jährigen Glühbirne. Sie müssten neue LEDs kaufen, wenn sie durchbrennen. Der Stand dieser Technologie ist in der Tat der Grund, warum Sie diese Lampe nicht für Ihr Zuhause kaufen können.
• To Wenn Sie genug Strom erzeugen, um diese Glühbirnen anzuzünden, müssten die Messinggewichte wesentlich mehr als 50 Pfund wiegen. Sie müssten etwa 2 Tonnen (1,8 Tonnen) wiegen – ein bisschen viel, damit ein typischer Mensch sie heben kann an die Spitze der Lampe. LEDs müssen wesentlich effizienter werden, bevor die Gravia-Lampe eine echte Möglichkeit wird.

Jüngstes laufendes Projekt:

Aber ein Team von Ingenieuren aus Großbritannien ist jetzt Crowd- Finanzierung der zweiten Version von GravityLight auf Indiegogo mit der Hoffnung, dass sie 199.000 US-Dollar sammeln können, um ihr Licht heller, langlebiger und benutzerfreundlicher zu machen.

Das Licht selbst kostet nur etwa 10 US-Dollar. Dies ist viel billiger als Petroleumlampen, die nicht nur ein hohes Brandrisiko darstellen und Karzinogene ausspucken, sondern laut GravityLight-Team auch etwa 30 Prozent des Familieneinkommens verbrennen.

GravityLight richtet sich zunächst an Familien in Entwicklungsländern, wobei der Schwerpunkt zunächst auf Kenia liegt. Das Team hofft, durch die Schaffung und den Verkauf der Lichter lokale Arbeitsplätze zu schaffen dort.

Wie funktioniert es

Die Einrichtung ist ziemlich einfach, das Ganze funktioniert a Ein bisschen wie eine Riemenscheibe – alles, was Sie tun müssen, ist, 12 kg Gewicht an ein Ende der Wulstschnur zu geben (dies kann ein Beutel mit Sand, Steinen sein, was auch immer Sie möchten) und dieses Gewicht dann anzuheben, indem Sie an der Riemenscheibe ziehen Lampe am anderen Ende angebracht. Dank der Schwerkraft sinkt das Gewicht langsam wieder auf f Boden, der potentielle Energie in kinetische Energie umwandelt, wenn sie abfällt. Diese kinetische Energie treibt dann ein Antriebskettenrad und ein Polymergetriebe an, die die LED während des Betriebs aufleuchten lassen. Sobald das Gewicht auf dem Boden liegt, erlischt das Licht und Sie müssen den Vorgang wiederholen. Bei jedem Zug erhalten Sie jedoch etwa 20 bis 30 Minuten Licht, je nachdem, wie hoch Sie das Gewicht zuerst anheben.

Hat es irgendwelche Vorteile: Das Beste an der Schwerkraft ist natürlich, dass sie kostenlos ist (nun, das und die Tatsache, dass sie uns alle davon abhält, in den Weltraum zu schweben). Sobald also die anfängliche Investition getätigt wurde Die Lichter kosten buchstäblich nichts. Wir lieben es, wenn Menschen mit einfacher Wissenschaft bei der Lösung globaler Probleme helfen .

In den Medien

GravityLight wurde als eines von „Die 25 besten Erfindungen des Jahres 2013“ Time Magazine. Abgerufen am 16. Februar 2014.

Auch wenn Gravitationsenergie in andere Energieformen umgewandelt werden kann, besteht die einzige Möglichkeit, Energie aus einem Gravitationsfeld zu gewinnen, darin, sich zu bewegen von einem Bereich mit hohem Gravitationspotential zu einem Bereich mit niedrigem Gravitationspotential (mit anderen Worten, von einem hohen Ort zu einem niedrigen Ort). Zum Beispiel: Wenn Sie einen Ball fallen lassen, wird seine Änderung der Energie des Gravitationspotentials in kinetische Energie umgewandelt, bis er auf den Boden trifft. Sie müssen genau die gleiche Energiemenge verwenden, die Sie durch den Sturz erhalten haben , um den Ball wieder auf die Höhe zu bringen, mit der er begonnen hat, damit er wieder fallen kann. Sie gewinnen keine Nettoenergie.

Gibt es hier einen Wieselraum? Können wir mit klugem Denken vielleicht eine Erfindung finden, um dies zu umgehen? Nein.

Der Grund dafür ist, dass diese Art von Dingen (im Prinzip) genau den grundlegenden thermodynamischen Gesetzen entspricht und diese eindeutig verletzt. Es ist wichtig, die insgesamt gewonnene Energie zu berücksichtigen oder in einem beliebigen System verloren gehen.

Zum Beispiel funktioniert die Verwendung der Sonne als Energiequelle, weil wir aufgrund der Kernfusionsreaktionen, die die Sonne antreiben, einen konstanten Zufluss elektromagnetischer Energie haben.