Без топлива: как подзарядить машину и поезд энергией солнца

30 тысяч человек на главной площади Праги требуют остановить рост цен. Чехия побила очередной антирекорд: коммунальные услуги горожанам теперь обходятся в среднем в 5 тысяч чешских крон, а это почти 18 тысяч рублей. 

А что, если в будущем мы вообще забудем о платежках? Уже существуют фотопринтеры, которые печатают снимки с помощью кристаллов, кондиционеры и автомобили, работающие благодаря энергии солнца. Как отказ от топлива заводит двигатель прогресса? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Как зарядить машину энергией солнца

Компактный грузопассажирский фургон-трансформер на самом деле – солнечная батарея на колесах. Автомобиль собрали японские инженеры, крышу минивэна они покрыли мощными солнечными панелями. Поэтому новинка сможет весь день возить людей или грузы, не подключаясь к другим источникам питания.

"Если энергии света фургону будет не хватать, он переключится на аккумулятор. Электрокар оборудован электрической силовой установкой и литий-железо-фосфатной батареей. На одном заряде авто сможет проехать до 200 километров", – рассказал генеральный директор компании – разработчика автомобиля на солнечной энергии Сю Вэй Чень.

Велосипед, скутер и яхта на солнечных батареях

Солярный транспорт – это новое и очень бурно развивающееся направление в современной инженерии. Конструкторы уже создали солнечный самолет, солнечную яхту для кругосветных путешествий, а в небольшом швейцарском городе Тенна в Альпах даже соорудили канатную дорогу на солнечных батареях.

Вместо электроскутеров и электровелосипедов уже можно увидеть солярные. Выглядят они непривычно, но у них огромное количество преимуществ: никакого топлива, не нужны права и довольно высокая скорость. Как дополнительное преимущество – защита от дождя. Чтобы установить солнечные батареи, конструкторам пришлось соорудить кабину.

"Это велосипед. Он соответствует всем техническим требованиям и характеристикам, предъявляемым именно к велосипедам, соответственно имеет право передвигаться по всем дорогам, открытым для велодвижения. Максимальная скорость – 32 километра в час с электромотором, но если крутить педали, то скорость будет выше. Можно разогнаться до 50. На спусках – чуть больше", – пояснил основатель компании-разработчика Джефф Финк.

"Солнечные" поезда и автобусы

На улицах некоторых городов в Швейцарии недавно появилась целая сеть небольших прогулочных поездов, которые передвигаются исключительно за счет солнечных панелей, установленных у них на крыше. Эксперимент уже признали весьма удачным и всерьез подумывают перевести весь общественный транспорт с электро- на солярную тягу.

"Многие страны уже перешли на общественный транспорт с электродвигателем. Но если добавить еще и солнечную энергию, то можно значительно сэкономить. Например, крыши автобуса достаточно, чтобы разместить там нужное количество фотоэлементов. А если установить еще объемные батареи, то солнечную энергию можно накапливать и общественный транспорт не будет зависеть от переменчивой погоды", – отметил научный обозреватель Саймон Уистлер.

Запитать те же автобусы можно даже на остановках, установив там солнечные панели. Вот только в городах, где пасмурных дней гораздо больше, чем солнечных, могут возникнуть проблемы. Да и зимой придется постоянно очищать батареи от снега.

Как добыть интернет в горах и на острове

Московские инженеры придумали, как запитать вышки сотовых операторов там, где вообще нет электросетей. Вот такую опору предлагают поставить в самых отдаленных уголках России – в таежных поселках, в горах, на островах. А пока опытный образец тестируют в Балашихе Московской области.

"Вы обратите внимание: наверху закреплены солнечные электропанели, то есть фотоэлектрические модули. Каждый из них номинальной мощностью около 460 Вт. Их количество – 72. Но это просто для конкретной реализации конкретного комплекса", – сказал доктор технических наук, директор центра исследования подвижной связи НИИ Радио Сергей Тынянкин.

Солнечных батарей можно закрепить больше или меньше, это зависит от климата региона. Зимой или в непогоду на помощь электропанелям придут два ветрогенератора. У вышки – гибридный способ питания: вся энергия природы в итоге будет переработана и накоплена в аккумуляторах. Они спрятаны под землей и могут проработать без техобслуживания 20 лет.

"Показывается, что полная зарядка аккумуляторов – 100%. Дальше, здесь есть модуль управления, который, по сути, принимает решение, как он будет запитывать – от солнечных панелей либо от аккумуляторов, и так далее. Он также выравнивает напряжение до требуемых 48 вольт или до 220", – уточнил эксперт.

Разработчики говорят: напряжения хватит, чтобы обеспечить людей самым высокоскоростным мобильным интернетом. А значит, в отпуске, даже где-то в глуши, можно обмениваться фото с родными и близкими.

Принтер, которому не нужно электричество

Все новое – это хорошо забытое старое, решили инженеры из Словакии и реанимировали давно забытый способ моментальной фотопечати. Как работали старые фотоаппараты? По сути, это просто коробочки с объективом, только вместо пленки внутри находится картридж со светочувствительными карточками и химикатами для проявки и фиксации изображения.

Когда вы нажимаете на кнопку спуска затвора, объектив проецирует на карточку свет, органические красители окисляются, а дальше – дело за химикатами. Спустя всего считанные секунды из камеры выезжает традиционная фотография и проявляется прямо на глазах. Словаки немного усовершенствовали этот алгоритм. Так получился принтер, которому не нужны ни электричество, ни любой другой вид энергии.

"В принтер необходимо зарядить картридж с фотобумагой, а затем положить внутрь устройства смартфон с нужным снимком на экране. Далее – щелкнуть рычажком и спустить затвор. В этот момент свет от экрана телефона проецируется на бумагу. Затем вращаете ручку и прокатываете снимок между роликами. Слои фотобумаги соединяются, кристаллы реагентов вступают в химическую реакцию – и фотография проявляется", – рассказал фотограф Ишхан Казарян.

Кондиционер "питается" теплым воздухом

Интернет и принтер, которым не нужна электроэнергия, это еще что. Ученые изобрели кондиционеры, которые подпитываются от... теплого воздуха. Современные сплит-системы работают на хладагентах и выделяют в атмосферу углекислый газ. Голландские инженеры придумали, как сделать температуру в помещении комфортной без подключения к сети и без вреда природе. Они создали установку, которая просто берет излишки тепла из воздуха и превращает их в холод.

"Наша установка – это, по сути, насос. В нем нет хладагентов. Тепло попадает в замкнутую кольцевую трубу, разгоняется и вызывает циркуляцию мощной звуковой волны. Это тот самый термоакустический эффект, который наблюдали еще древние стеклодувы", – говорит генеральный директор компании – разработчика термоакустического кондиционера Герберт Беркхаут.

Термоакустический эффект происходит, когда вблизи источника тепла газ нагревается и расширяется. Далее попадает в теплообменник, а там сжимается и охлаждается. Ключевой фактор всего процесса – это разница температур. Из-за этой разницы происходит скачок давления, так появляются воздушные вибрации, и мы слышим звук.

"Самый простой пример термоакустического эффекта – это водопроводные трубы, которые гудят, если в них нагнетается давление. Также технологию активно применяют для создания термоакустического практически бесшумного двигателя внутреннего сгорания. В таком случае газ то нагревают, то охлаждают, давление меняется и газ толкает поршень. Кроме того, термоакустический эффект хотят применять при 3D-печати. Это позволит печатать еще более разнообразные формы деталей", – отметил технический обозреватель Кен Джи.

В случае с голландским кондиционером за счет звуковой волны и сильного перепада давления воздух можно охладить до минус 25 градусов. С такими низкими температурами превратить установку можно даже в холодильник или морозилку. Источником энергии для техники станут солнце, производственные выбросы или даже тепло от двигателей круизных лайнеров.

Ракета с безреактивным двигателем

Бывший инженер НАСА Чарльз Бюлер заявил об открытии принципиально новой энергии, которая навсегда изменит полеты в космос. Его компания разработала безреактивный двигатель. Он генерирует достаточно тяги, чтобы преодолеть гравитацию Земли. А нам хотелось бы иметь достаточно мудрости, чтобы объяснить это сложнейшее решение простыми словами. Если кратко, все происходит благодаря электростатическому давлению, то есть столкновению и отталкиванию друг от друга электронных частиц.

"Внутри этих цилиндров спрятаны намагниченные таблетки из неодима, это самые сильные постоянные магниты, которые только можно придумать. Полюса постоянных магнитов расположены так, что один толкает следующий и так далее по цепочке… Так запускается реакция, приводящая в движение всю систему магнитного двигателя", – рассказал научный сотрудник компании по разработке безтопливного двигателя для ракет Исайя Ритчи.

Все это пока лишь земные эксперименты, которые могут открыть новую эру полетов в космос. Они станут дешевле, проще и доступнее. И пусть скептики в этом немного сомневаются... Жизнь доказала: у человечества с каждым днем становится все больше технологий, которые работают без всякого топлива. Их главный двигатель – инженерная смекалка и научный прогресс.

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.