Бестопливные технологии электрогенерации и электромобильности вышли на рынок
Идея генерации электроэнергии, желательно бесплатной, не является новым трендом и бесплатной её назвать никак нельзя, поскольку развитие любого нового направления в энергетическом секторе требует серьезных инвестиций А вот создание бестопливных генераторов и отказ от использования ископаемого топлива - задача вполне решаемая.
Если проанализировать опубликованные материалы, то становится понятно, что различных схем бестопливных генераторов очень много. Принципы их работы в общем-то похожи друг на друга и заимствованы, по большому счёту, со схемы работы обычных электрогенераторов.
В современных моделях 3-х фазных генераторов в качестве магнита выступает ротор (рис.1). При этом магнит может быть постоянным или электрическим. В последнем случае для питания ротора применяют скользящий контакт с графитовыми щетками. Для запуска такого устройства нужен отдельный источник электроэнергии. При вращении ротора, являющегося постоянным магнитом, при пересечении магнитными линиями индукционных катушек статора генератора в них индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), а значит электрический ток. Вращение ротора в генераторах на АЭС, ТЭС и ГЭС осуществляется механическим способом от вращающейся турбины.
Если посмотреть на схему (рис. 2) наиболее распространённого бестопливного генератора Джона Бедини (1949-2016), то отчетливо видно, что концептуально это та же самая схема электрогенераторов, используемых в настоящее время на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях. Разница состоит только в том, что на электростанциях ротор вращается механическим способом, а в бестопливных генераторах (БТГ) типа Бедини раскрутка ротора происходит за счет электродвигателя. На бестопливных генераторах малой мощности возможно первоначальное движение ротора или маятникового механизма произвести вручную, далее движение ротора или маятника поддерживается за счет воздействия магнитных сил.
Представленные схемы БТГ разработаны несколько десятилетий назад, но их авторы так и не смогли перейти к их промышленному производству. И причин вероятно несколько. Во-первых, малая мощность БТГ, которая подразумевает их использование для электроснабжения частных домовладений. Однако, наличие вращающихся деталей, издающих неприятный шум, является серьёзным сдерживающим фактором для их покупки розничными покупателями. Ситуация аналогичная той, что возникает при использовании ветрогенераторов, которые вынужденно устанавливаются, например в Германии, не менее чем за 1.5 км от жилых домов. Поэтому БТГ такой схемы могли бы найти применение при установке на АЭС, ТЭС и ГЭС при разработке схем мощных БТГ вместо увеличения мощности блоков. Результаты экспериментов БТГ Джона Бедини показывали энергоэффективность от 3 до 18 раз. Но даже если эффективность электрогенерации БТГ составит 1.2-1.5 раза, т.е. это разница между потребляемой энергией и генерируемой, то установка БТГ будет экономически целесообразна.
В одном из своих интервью Джон Бедини упоминал о БТГ диаметром 7 м, но заметил, что изобретатель и его БТГ после демонстрации его работы затем никогда не показывал своё изобретение. О причинах можно только догадываться, не исключено, что документация и изобретение были выкуплены и положены «под сукно». Также необходимо констатировать, что современная энергетика - крайне консервативная отрасль, усилия одиночек и небольших коллективов, не работающих в государственной системе, не способны довести свои работы до внедрения. Это могут сделать только отраслевые конструкторские бюро совместно с заводами и министерствами. Но заинтересовать такой разработкой, получить финансирование и промышленные мощности для производства опытных экземпляров - задача еще более сложная, чем изобрести сам БТГ большой мощности.
Время для внедрения схем БТГ типа Бедини для электроснабжения домохозяйств уже упущено, так как на рынке появилась Neutrinovoltaic технология, позволяющая создавать источники электроэнергии различных геометрических и мощностных характеристик. Кардинальное отличие от схем БТГ – это отсутствие вращающихся деталей. Разработчик технологии – научно-технологическая компания Neutrino Energy Group. Компании удалось избежать ошибок предшественников и после завершении лабораторных исследований сразу запустить технологию в производство. Уже в следующем году планируется запуск 2 промышленных производств в Швейцарии и Корее. Если в Швейцарии строится завод небольшой мощности (100 тыс. штук генераторов мощностью 5-6 кВт), то в Корее будет построена мегафабрика, которая к 2029 году планирует достигнуть ежегодной мощности производства 30 ГВт с дальнейшим увеличением объёмов производства. Также ведутся интенсивные переговоры о строительстве аналогичной фабрики в Китае совместно с консорциумом китайских инвесторов, но решение пока не принято. Лицензии на право производства Neutrinovoltaic источников электроэнергии проданы также ряду компаний различных стран, включая Россию. Кроме того, совместно с индийскими партнёрами компания Neutrino Energy Group начинает опытно-конструкторские работы по созданию самозаряжающегося Pi электромобиля, силовая установка которого будет подобна электромобилям Tesla, однако корпус Pi - электромобиля будет иметь систему точек сбора энергии из окружающих полей излучений невидимого спектра и тепловых полей, а также систему конденсаторов. В данном случае используются специальные свойства графена. Этот материал интегрируется в карбоновый кузов автомобиля множеством чрезвычайно тонких слоев в виде «сэндвича» с силиконом. Захватываемая из окружающих полей излучений энергия направляется в систему конденсаторов, а затем в аккумуляторную батарею и создаёт тяговую силу для движения через блок управления, оптимизированный искусственным интеллектом. Согласно утверждённому плану Pi электромобиль должен быть разработан в течение 3 лет.
Как и в выпускаемых в настоящее время электрогенераторах и разработанных БТГ типа схемы Бедини, возникновение ЭДС происходит из-за взаимодействия магнитных и электрических полей. Однако кардинальное отличие заключается в том, что в Neutrinovoltaic технологии пульсирующий механизм взаимодействия возникает не в результате вращения ротора с магнитной катушкой, а в процессе микровибраций графена в наноматериале, который представляет собой многослойный материал из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, наносимых на металлическую фольгу, что является другим физическим принципом индуцирования ЭДС. Возникающая в каждом слоё графена ЭДС, заставляет течь электроны в одном направлении, т.е. возникает электрический ток. В настоящее время с пластины 200х300 мм удаётся получить напряжение 1.5 В и силу тока 2 А. Электрогенерирующий блок брутто-мощностью 7 кВт (рис.4), составленный из таких пластин, имеет размер 800х400х600 мм.
Реализация планов промышленного производства Neutrino Power Cubes и разработка самозаряжающегося Pi - электромобиля знаменует собой гигантский скачок в технологическом развитии человечества в области энергетики и транспорта на электрической тяге. Влияние этого изобретения на нашу жизнь станет ощутимым уже в ближайшие 10-15 лет.
Автор: Румянцев Л.К., к.т.н.
Comments