Энергия и элементы питания

Фотоэлектрические панели в будущем, возможно, смогут генерировать значительно больше электроэнергии благодаря новой системе, которая радикально повышает эффективность преобразования энергии солнечных элементов.

Энергию нельзя ни создать, ни уничтожить. Это базовый принцип физики. Просто невозможно создать энергию «из воздуха». Тем не менее, исследователи из Университета Кюсю в Японии заявляют, что разработали технологию, которая повышает эффективность преобразования энергии солнечных элементов до 130%!

На первый взгляд, результаты этого исследования, проведённого совместно с коллегами из Университета Иоганна Гутенберга в Германии, звучат по меньшей мере фантастически. Однако на самом деле всё гораздо сложнее. Используя металлокомплекс на основе молибдена с «переворотом спина» в паре с материалом, способным к синглетному делению, учёные смогли генерировать больше полезных носителей энергии, чем входящих фотонов.

Рис. 1. Схема работы паровой турбины с двумя тепловыми отборами

Турбина потребляет пар высокого давления Q₀ и вырабатывает электрическую мощность P. Отпуск тепла турбиной осуществляется паром производственного отбора (П–отбор), общей мощностью Q_П, и теплофикационного отбора (Т–отбор), общей мощностью Q_Т.

^{Karl Bednarik}

В истории двигателестроения были иной раз весьма примечательные экземпляры, и сегодня мы поговорим о некоторых из них! 

И начнём, пожалуй, с одного из самых редких экземпляров, редко встречающихся даже в виде самодельных устройств… 

Но для начала, отметим, что не так часто встречаются двигатели, в которых в полной мере используется отсутствие давления — и наш красавец как раз относится к числу таковых, так как и представляет собой вакуумный двигатель. 

Забавно, что в английском языке подобного типа устройство проходит под названиями, наподобие «flame licker» («лижущий пламя») или «flame eater» («пожиратель пламени»), где причина появления такого названия становится хорошо понятна, если посмотреть на анимацию его работы:

Картинка: Deglr6328

Прошёл и остался позади период бурного расцвета электронных ламп, ознаменовавший первые шаги человечества по входу в мир электрических сигналов и управлению ими.

Несмотря на то что для многих применений он остался в прошлом, даже нынешний день предоставляет им определённое пространство для применения, где одним из таковых является прямое преобразование тепла в электрический ток с высокой эффективностью…

^{freikolben.ch}

Какая тема постоянно привлекает инженеров, раз за разом, вспышками, вызывая интерес к себе? Думается, что среди множества тем, одной из наиболее привлекательных (и даже, можно сказать «магически» привлекательных) является тема свободно-поршневых двигателей. 

Судите сами: мало какой двигатель может похвастаться таким минимальным количеством деталей (а это, сразу, автоматически, предполагает надёжность!), и, при этом, одновременно обеспечивая минимальный размер и высокую плотность генерируемой энергии.

Что это такое, и на какой стадии находятся работы по этому направлению в данный момент?

Это перевод на русский базовой для изучения и лунной, и марсианской экономики статьи 2023 года Филиппа Т. Мецгера. Исследуется, при каких условиях добыча ракетного топлива на Луне и развитие рынка заправки таким топливом будет выгоднее доставки топлива с Земли для освоения как ближнего космоса, так и Солнечной системы. Интересным является введение в экономические расчёты формулы Циолковского, которая определяет "передаточное отношение" для оценки доставки любых ресурсов между любыми орбитами или точками на поверхностях планет.

Достижения в космосе, как показал октябрь 1957 и апрель 1961 года, начинаются с качественной теории, поэтому рекомендую познакомиться с этой работой всем интересующимся практическими и экономическими вопросами освоения космоса.

На протяжении большей части XX века развитие искусственного интеллекта (ИИ) тормозилось не из-за недостатка амбиций у исследователей, а потому, что доступное оборудование для его работы просто не было достаточно мощным. Ранние системы ИИ сталкивались с жёсткими ограничениями по скорости обработки и объёму памяти, что приводило к циклическим «зимам ИИ», когда прогресс останавливался, а финансирование иссякало.

Сейчас эта проблема в основном решена. Сегодня модели ИИ обучаются на специализированных чипах в огромных центрах обработки данных, и их масштабирование занимает не годы, а считанные недели. Вычислительные мощности, которые раньше были главным узким местом, теперь можно приобрести — были бы деньги. Такие компании, как Nvidia или AMD, с каждым годом всё более массово производят мощные графические процессоры (GPU) — компоненты, традиционно используемые для игр или визуализации, но также хорошо подходящие для вычислений ИИ.

Современные технологии обладают рядом характеристик, которые в той или иной степени влияю на формирование общества и жизни человека. Одной из них является «мобильность». Телефоны, компьютеры, умные часы и т. д. — все эти устройства способны работать без необходимости в постоянном подключении к электросети. Благодаря современным аккумуляторам время автономной работы становиться дольше, а время, необходимое для зарядки, сокращается. Но эти показатели могут стать еще лучше, если сместить свое внимание от классической химии в сторону квантовой физики. Ученые из Мельбурнского королевского технологического университета (Мельбурн, Австралия) разработали первый в мире прототип квантового аккумулятора. Из чего он создан, каков принцип его работы, и насколько он превосходит классические аккумуляторы? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

^{Goran tek-en}

Как вы думаете, может ли соль быть жидкой? 

Понимаю, что некоторые сразу ответят: «ну, ты нашёл тоже что спросить, конечно может — нужно для этого её всего лишь бросить в воду!» :-D и, таким образом они выразят наиболее распространённую точку зрения, которую мы знаем ещё со школы (а также, базируясь на своём практическом жизненном опыте). 

Но, думали ли вы, что бы это дало, если бы жидкая соль была возможна? Жидкая, сама по себе? На самом деле, это открывает очень интересные перспективы…;-) 

Я, наверное как и многие инженеры, напрямую связанные с разработкой электроники - люблю разглядывать как сделаны те или иные электронные девайсы. И я подумал, почему бы не запустить новый тип статей в своей копилке - обзоры устройств, но изнутри, с полным разбором того, из чего они слеплены но без углубления в реверс-инжиниринг. 

Такая мысль у меня появилась, когда я, ползая по глубинам китайского сегмента интернета, обнаружил очень крутой форум где выложено очень много разных интересных разборов, при этом самых разных устройств. И вот я решил попробовать опубликовать подобный материал и посмотреть насколько он зайдет Хабра-сообществу. 

Всем интересующимся, особенно тем кто любит посмотреть на картинки с разной электроникой - добро пожаловать под кат!

Привет, Хабр! Мы продолжаем испытывать премиальные китайские аккумуляторы Camel в сравнении с проверенными многолетним опытом отечественными АКОМ.

Сегодняшний материал посвящён исследованию токоотдачи в разряженном состоянии, влияния на неё низких температур и эффективности восполнения заряда.

Картинка: Triboelectric Nanogenerator

От успешной добычи энергии в немалой степени зависит и успешность нашей цивилизации, поэтому способы её извлечения постоянно совершенствуются.

Есть великое множество способов добычи электроэнергии из разных процессов, сред, явлений, где одним из самых перспективных способов является извлечение электроэнергии из трения.

По большому счёту, все остальные способы требуют задействования не слишком распространённых и/или конечных ресурсов: тепла, света, природных локальных процессов (течения рек, приливов/отливов, вулканической активности и т. д.) — в то время как трение присутствует повсюду в той или иной форме.

Можно даже сказать, что вы сами не падаете в данный момент со стула/кресла только потому, что наличествует трение покоя… :-)

Таким образом, мы видим, что даже когда отсутствует целый ряд факторов, потенциально применимых для добычи электроэнергии, трение присутствует в любом случае…

В этой связи имеет смысл рассмотреть, как мы могли бы использовать его в своих интересах?

Поймать электричку из Икши в Поварово непросто – их всего четыре в день. Но если всё-таки ухитритесь, среди прочих подмосковных красот вы увидите из её окна огромную электроподстанцию «Белый Раст» – сердце московского энергокольца. Очень внушительное зрелище: трансформаторы-гиганты, паутина проводов и лес опор для них. Ещё лет десять назад даже среди этой монументальщины выделялись опоры-гиганты… правда, проводов на них уже не было.

Попасть на земной спутник очень сложно: масса неудачных попыток прилунения там в 2020-х годах наглядно показала это. Но не менее сложно обеспечить там существенные научные и исследовательские результаты. Для этого не обойтись без базы, способной бурить на большую глубину и поддерживать работу ученых и космонавтов годами подряд. Учитывая, что даже у “пиков вечного света” близ полюсов Луны каждый десятки часов подряд не бывает ни одного солнечного луча, снабжать все это богатство электричеством от солнечных батарей вряд ли выйдет. Поэтому многие считают единственной разумной альтернативой лунную АЭС.

Наша страна уже подписала с Китаем предварительные договоренности о доставке наших космонавтов на китайскую лунную базу. Пекин будет работать не за бесплатно: Москва предоставит для этой базы атомный реактор, а точнее, целую АЭС “Селена” — вещь, значение которой в освоении других планет уступает разве что многоразовым ракетам.

Меня зовут Александр Березин, я научный журналист. В этом материале разберу, когда стоит ожидать создания космической АЭС и какой она будет технически. Расскажу о рисках освоения Луны, о том, почему ее пыль много опаснее любой земной или марсианской и как все это связано с важностью атомных технологий для работы там. Ну и, конечно, о том, что осознали их важность там не только мы или китайцы — аналогичный проект разрабатывают и в США.

Беспроводные мыши и клавиатуры появились на наших столах много лет назад. И добавили новую головную боль — теперь нужно следить за зарядом своих девайсов. Иногда нужно менять батарейки или ставить устройство на зарядку, плюс со временем аккумуляторы изнашиваются. Причем элементы питания частенько «садятся» в самый неподходящий момент.

Dell предложила интересное решение — убрать из комплекта клавиатура/мышь обычные аккумуляторы. Вместо них поставили суперконденсаторы. В итоге гаджеты заряжаются буквально за секунды и потом работают очень долго, без постоянной возни с зарядкой. Давайте разберемся, что это за новинка такая.

Каждую секунду на Землю поступает колоссальное количество солнечной энергии. Если бы мы могли собирать ее эффективно, человечество навсегда забыло бы о дефиците электричества. Однако современные солнечные панели упираются в физический потолок, который десятилетиями сдерживал развитие отрасли.

На днях международной команде исследователей из Университета Кюсю (Япония) и Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга (Германия) удалось изящно обойти это ограничение. Они преодолели 100-процентный барьер квантового выхода, достигнув показателя в 130%. Как им удалось сломать привычные рамки и почему это меняет правила игры в солнечной энергетике?

Мы уже говорили о том, как повсеместное распространение искусственного интеллекта связано с ростом цен на оперативную память. Кажется, пришло время обсудить еще один момент. Инфраструктура для ИИ — это дата-центры по всему миру и тысячи серверов в них, работающих 24/7. Они потребляют огромное количество энергии, и спрос только увеличивается. Поэтому крупные компании активно ищут перспективные источники электричества. В том числе смотрят в сторону термоядерного синтеза. Можно подумать, что тут мы говорим больше про эксперименты, чем про готовые решения. Но нет, речь идет о вполне реальных переговорах OpenAI с Helion. Давайте разберемся.

^Starsend

Сегодня мы поговорим об ещё одном интересном способе генерации электроэнергии — концентрационном, где электроэнергию можно извлекать за счёт разницы в концентрации ионов в жидкой среде. 

Способ интересный, так как на земле достаточно большое количество самого известного жидкого растворителя и основы жизни — воды, которая, может быть использована ещё одним полезным для человека образом… 

^{Г.Г.Токарев, «Газогенераторные автомобили»}

В прошлой статье мы рассмотрели такой любопытный способ обогрева, который имеет своих сторонников, так противников, как использование тепловых насосов, в качестве которых (если не изготавливать их самостоятельно, что в принципе, тоже возможно) выступают обычные кондиционеры типа сплит-систем. 

Интересно, что подобный способ обогрева не является единственным, в череде несколько экзотичных вариантов и сегодня мы рассмотрим ещё один, который заставляет задуматься — использование газогенераторных установок, для производства пиролизного газа. 

Наверное, каждый из нас так или иначе сталкивался с пусковым током какого-либо импульсного блока питания, когда подключал его к сети. В этот момент возникал характерный щелчок, а иногда даже проскакивала искра между контактами вилки и розетки. А у кого-то возможно даже выбивало автоматический выключатель. А кто-то поменял 10 светильников с лампой накаливания на 10 светодиодных светильников и у него стало выбивать автомат, хотя потребляемая мощность светильников даже стала меньше… Почему же так происходит? Почему выбивает, а иногда нет, казалось правильно с запасом выбранный автоматический выключатель? Давайте попробуем разобраться вместе…