Водный фонарь и светящиеся столбы: как получить свет без электричества

В филиппинских трущобах живут сотни тысяч человек. Дома людям заменяют бетонные коробки без окон, в которые не проникают лучи света. Об электрическом освещении в бедных районах и не мечтают. Здесь даже самодельный фонарик кажется непозволительной роскошью.

"Это наш главный источник света. Его хватает на 12 часов, но мы стараемся экономить. Ведь чтобы зарядить аккумуляторы, нужно заплатить специальному человеку пять песо – для нас это дорого", – говорит жительница трущоб Айра Макараг. 

Однако специалисты из разных стран придумали, как можно решить эту проблему. В Бразилии, например, изобрели лампочку, которой не нужен ток, а в Колумбии – светильник на морской воде. Каким образом работают такие источники света? И что придумали ученые для жителей подземного города в Австралии? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Лампочка, которой не нужен ток 

Бразильский изобретатель Альфредо Мозер придумал, как подарить свет всем, кто живет без электричества, причем абсолютно бесплатно. Он создал лампочку, которой не нужен ток. Чтобы осветить помещение, бразильцу понадобились только пластиковая бутылка и вода. 

"Я устал от постоянных перебоев электричества в моем городе, поэтому придумал такое устройство. Двухлитровая емкость с водой вставляется в отверстие в потолке так, чтобы ее треть оставалась снаружи. Лучи солнца попадают на верхнюю часть, преломляются и отражаются на 360 градусов. Это отличная замена электричеству", – отметил изобретатель Альфредо Мозер. 

Такие люстры уже используют жители трущоб в 15 странах мира – от Уругвая до Индии. Устройство освещает помещение не хуже 60-вольтной лампочки. Но только от рассвета до заката, ведь фонарь из бутылки работает благодаря солнцу. 

Водный фонарь 

В Колумбии нашли другую замену привычным лампам. Этот фонарь тоже работает на воде, но на морской. И она позволяет светить в любую погоду.

"В соленой воде содержатся электролиты, которые начинают светиться благодаря ионизации. Чтобы она происходила, мы установили внутрь устройства медные пластины и добавили магний. Реакция начинается сразу же. Появляется свет и вырабатывается электричество – в среднем около пяти сотен ватт на литр воды. Когда химическая реакция в растворе закончится, фонарь просто нужно снова наполнить морской водой", – объяснил менеджер компании-производителя светильников на морской воде Хуан Фелипе Авендано. 

Светильник разработали специально для индейцев вайю. Эти племена с побережья Карибского моря прославились тем, что в XVIII веке не покорились испанским конкистадорам, и тем, что в XXI веке живут без централизованной электросети. Теперь с водным фонарем индейцы могут не только ловить по ночам рыбу, но и постить фото с уловом в социальных сетях. Колумбийцы добавили к своему светильнику USB-порт, и теперь он заряжает гаджеты.

Зеркало вместо светильника 

Фонари на морской воде еще не выпустили в широкую продажу – их делают только для карибских индейцев. А вот итальянцы уже начали массовое производство своего альтернативного светильника, которому не нужно ни ватта энергии. Источником света выступает зеркало.

"Зеркало с помощью специального датчика на корпусе само понимает, где находится солнце, и следит за его движением. Затем робот перенаправляет естественный свет в темные углы комнаты или офиса. Сенсоры зеркала определяют, когда в помещение вошли люди и нужно включить свет. Устройство не надо заряжать, ведь оно питается солнечной энергией", – рассказал разработчик механического зеркала Дива Томмей. 

Одно такое зеркало легко заменяет несколько ламп накаливания. Правда, только на небольшой площади. Линза может качественно освещать всего 20 квадратных метров. 

Принцип работы подсолнухов 

В Швеции придумали, как осветить солнечными лучами целое здание. 30-килограммовые блоки на крышах домов ловят солнечные лучи, и в течение дня приемник с 36 линзами поворачивается за светилом. Принцип работы приборов инженеры подсмотрели у подсолнухов.

"Фотосенсор и микропроцессор внутри устройства отслеживают солнечную активность. В это время линзы вращаются вокруг своей оси и собирают солнечные лучи. Затем свет поступает по световодам из оптоволокна внутрь здания, где уже распределяется по разным помещениям. Одного прибора на крыше достаточно для 30–40 квадратных метров", – пояснил руководитель компании-производителя системы естественного освещения Андрес Кориц. 

Такой свет даже можно регулировать. Если в квартире слишком ярко, нужно нажать на кнопку, и тогда линза немного отворачивается, и свет приглушается. 

Источник света для подземного города 

Кубер-Педи – город на 30-метровой глубине, расположенный на юге Австралии. Раньше здесь добывали опал. Когда старатели поднимались на поверхность, их встречали изнуряющая жара и стаи диких собак динго. Поэтому 100 лет назад рабочие решили не выходить из землянок. На глубине построили магазины и рестораны, а недавно даже провели интернет. Кажется, в австралийском подземелье есть все необходимое для жизни. Кроме одного – жителям Кубер-Педи очень не хватает солнечных лучей.

Однако теперь и у них есть шанс увидеть свет. А все благодаря швейцарским инженерам. 

"Мы изменили устройство оптоволоконного кабеля, чтобы избежать светопотери. Современные волокна имеют сплошную стеклянную сердцевину, и поэтому через 15 километров свет теряет свою интенсивность. Наше волокно полое, внутри у него воздух или газ. Благодаря этому свет распространяется на огромные расстояния и медленнее ослабевает. А если в волокне усилить давление, то можно рассеивать свет в 109 тысяч раз больше", – подчеркнул профессор физики, специалист по волоконной оптике Люк Тевеназ. 

Светящиеся столбы 

А как быть с улицами обычных городов, которые нужно освещать не днем, а ночью, когда солнца нет? Только на освещение Москвы еженощно тратят шесть миллионов рублей. Ученые из Новосибирска придумали, как сэкономить деньги: они заставили светиться столбы. Для этого в композит, из которого их делают, добавляют особый порошок.

"В данном случае у нас прозрачная эпоксидная смола. Далее мы берем отвердитель и добавляем его в нашу эпоксидную смолу. Фотолюминесцентный порошок (в нашем случае это зеленый фотолюминесцентный порошок, который состоит из алюминатостронция) также отмеряем на весах и добавляем его к нашей смоле", – поделилась подробностями кандидат физико-математических наук, научный сотрудник ИТПМ СО РАН Татьяна Брусенцева. 

Затем композит заливают в специальную резиновую форму и выдерживают при комнатной температуре в течение суток. После этого он начинает светиться. 

"В данном шкафу образцы заряжаются, и в течение порядка часа они накапливают в себе солнечную энергию. После выключения света образцы отдают накопившуюся энергию. Если мы выключим свет, то увидим, как образцы уже накопили энергию света и отдают вовне легкое свечение", – говорит Брусенцева.

Сибирское ноу-хау поможет сэкономить и на фонарях вдоль трасс. Достаточно нанести на бордюры или асфальт покрытие с фотолюминесцентным порошком, и дороги будут светиться сами. Вот только жителям Крайнего Севера эта удивительная разработка не поможет. Ведь в том же Мурманске солнца не бывает по полгода.

Электростанция на орбите 

Но даже в полярную ночь людей можно обеспечить солнечным светом. Китайцы предлагают построить электростанцию прямо на орбите. Всего-то и нужно запустить в околоземное пространство полутораметровые панели, которые будут улавливать солнечные лучи сутки напролет, 365 дней в году.

"Энергия солнечных лучей будет преобразовываться в электрический ток, а затем при помощи микроволн или лазерного излучения передаваться на приемную антенну на Земле. После чего собирающая линза преобразует микроволны обратно в электричество. Такие космические солнечные панели смогут генерировать в восемь раз больше энергии, чем на Земле. При этом потери в атмосфере составят всего два процента", – рассказал профессор астрономии, член исследовательской группы Университета Сидянь Чжу Цзинь. 

Идею инженеры позаимствовали у фантастов середины прошлого века. Однако до сих пор никому не удавалось воплотить ее в жизнь. Проекты орбитальных станций пытались создавать в США и Японии, но все закончилось полным провалом. 

А китайцам удалось превратить мечты в конкретную технологию. Первые испытания орбитальных панелей в Поднебесной собираются начать через 10 лет. До этого момента надо не меньше сотни раз запустить на орбиту сверхтяжелую ракету-носитель для строительства станции. Такая миссия обойдется в миллиарды долларов. Зато если эксперимент удастся, к 2050 году все человечество перейдет на солнечную энергию и получит неиссякаемый источник света. 

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.