Самодельный гальванический элемент для автономного питания. Земляные аккумуляторы


Земляная батарейка, конструкция и описание

батарейка своими руками>

Для питания и зарядки портативной электроники в тех местах, где нет электросети можно успешно использовать на ряду с другими источниками электроэнергии и простейшие химические источники тока, гальванические первичные и вторичные элементы.

Их использование возможно на дачах при долгосрочном проживании при отсутствии электросети, а так-же в отдалённых деревнях где или нет совсем электроэнергии, или постоянные перебои с электроснабжением. В советской России химические источники тока или гальванические элементы получили широкое распространение в радиолюбительской технике в середине прошлого столетия, так как эти источники просты в изготовлении и изготовляются из легкодоступных материалов.

Сейчас, когда портативная электроника стала очень экономична в плане электропотребления, её питание от самодельных химических источников тока может оказаться очень эффективным, так как такие источники тока с успехом применяли ещё на заре развития радиотехники.Тогда техника потребляла в разы больше электроэнергии чем современная аппаратура, а сейчас с развитием энергосберегающей светотехники .например светодиодной, на освещение тратится в 4-5 раз меньше электроэнергии, чем от потребление обычной лампочки, а так-же современные мобильные телефоны, КПК, и другие гаджеты потребляют не чуть не больше, а даже меньше чем радиоаппаратура прошлых десятилетий.

Простейший гальванический элемент

Вольтов столб Первый химический источник тока был изобретён итальянским учёным Алессандро Вольта в 1800 году. Это был элемент Вольта — сосуд с солёной водой с опущенными в него цинковой и медной пластинками, соединенными проволокой. Затем учёный собрал батарею из этих элементов, которая впоследствии была названа Вольтовым столбом. Это изобретение впоследствии использовали другие учёные в своих исследованиях. Так, например, в 1802 году русский академик В. В. Петров сконструировал Вольтов столб из 2100 элементов для получения электрической дуги.

В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля».В 1859 году французский физик Гастон Планте изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах. В 1865 году французский химик Ж. Лекланше предложил свой гальванический элемент (элемент Лекланше), состоявший из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или другой хлористой соли, в который был помещён агломерат из оксида марганца(IV) MnO2 с угольным токоотводом.

Модификация этой конструкции используется до сих пор в солевых батарейках для различных бытовых устройств.В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создаёт первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент - серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. Подключенный к ней звонок работает и по сей день. (источник ВИКИПЕДИЯ)

Простейший медно-цинковый элемент сосотойт из двух электродов-пластин погруженных в раствор электролита, при погружении в электролит между металлами возникает разница потенциалов, при погружении в раствор повареной соли медной пластины и цинковой возникает разница потенциалов примерно в 1вольт, и один элемент независимо от размеров имеет напряжение в один вольт, а мощьность такого элемента зависит от его размеров и площади пластин погружоннх в электролит.Для получения более высокого напряжение эти элементы, как и зоводские батарейки соеденяют последовательно для получения нужного напряжения.

соединение пластин батарейки>

Характеристики мдно-цинкового элемента

Медно-цинковые источники тока. Производство этих химических источников тока началось еще в 1889 г. В настоящее время они выпускаются в небольших масштабах в виде элементов емкостью от 250 до 1000 А*ч. Гладкие цинковые пластины и пластины из смеси оксида меди, меди и связующего помещают в стеклянный или металлический сосуд с 20%-ным раствором NaОН. Элементы имеют напряжение 0, 6-0, 7 В и удельную энергию 25-30 Вт*ч/кг. К их достоинствам относится постоянство разрядного напряжения, очень малый саморазряд, безотказность в работе и невысокая цена. Применялись в системах сигнализации и связи на железных дорогах.

В реальных условиях энергоёмкость может сильно отличатся, и зависит она от площади пластит, чистоты металлов и плотности электролита.Элемент собранный в литровой банке, с пластинами максимальной площади, двадцати процентным раствором соли в виде электролита, выдаёт напряжение от 0, 6-1, 1 вольта, 10-20а/ч, но в таких элементах очень маленький разрядный ток маленький, и ток замыкания может быть около 100-150мА/ч., а чем меньше подсоединенный источник потребляет, тем больше медно-цинковый элемент может вырабатывать электроэнергии. Элемент собранный в литровой банке при токе разряда 50мА/ч проработает от 200часов до 400часов и более и более, но со временем пластины окисляются и напряжение падает и в итоге элемент перестаёт работать. Для восстановления элемента надо заменить электролит и очистить пластины от окисления и элемент снова будет работать.

Процесс окисления зависит от разрядного тока чем он выше, тем быстрее элемент выйдет из строя, но в среднем элемент в литровой банке до чистки и перезарядки, при разрядном токе 50 мА/ч проработает около 3-4 месяца, а при разрядном токе в 2-5 мА/ч его хватит на год и более.Простого литрового элемента не хватит для питания даже простого миниатюрного радиоприемника, и для того чтобы получить нужные характеристики нужно собрать блок из нескольких элементов.

Сейчас в основном вся портативная электроника питается напряжением в 3,6-4,5 вольта, и для того чтобы получить такие числа нужно соединить последовательно 4-5 таких элементов, если соединить 5 литровых элементов, то получится примерно3,5-4,8 вольта, и ёмкость возрастает до 40-50а/ч, а ток разряда может достигать 400-600 мА/ч, следовательно такой источник легко справится с питанием маленького радиоприёмника или светодиодного фонарика, а так-же с зарядкой миниатюрных аккумуляторов телефонов в течении 10-30 часов.Но для питания мощных светодиодных фонарей и питания современных телефонов и КПК такого источники будет маловато .

Для стабильного питания понадобится что -то по больше, например элемент ёмкостью как на рисунке, объем 40-50 литров, для стабильного питания портативных комнатных светодиодных светильников и другой техники.Для изготовления такого химического источника электроэнергии на понадобятся, 5 медных пластин размерами 20/40, и 5 таких-же цинковых, далее на каждую пластинку нужно припаять или запрессовать путём загибания уголка пластины вставить проводок и за плющить молотком.

После надо пластины через электронопроводящие прокладки (деревянный брусочек или пластмассовая трубка) закрепить между собой, потом опускаем их в ёмкости с электролитом, это или раствор поваренной соли, или раствор нашатыря, или раствор серной кислоты(авто электролит), после соединяем получившиеся батарейки последовательно, то есть медная пластина одного элемента через проводок соединяется с цинковой пластиной другого элемента и в итоге с одной стороны получившегося блока остаётся пластина медная с проводком (+), а с другой цинковая (-). Чем больше площадь пластин и чем лучше электролит, тем выше эффективность такого источника тока.

otchelniki.e-veterok.ru

Главная

Предлагаю Вашему вниманию перевод статьи "free energy from the earth". Перевод может быть не очень удачный, но смысл статьи, я думаю, будет понятен. Статья не полная, оригинал Вы можете найти в интернете или скачать здесь.

Есть много способов получить свободную  энергию  земли, только некоторые описаны в этих планах. Эти устройства, если они правильно собраны, способны забрать  энергию земли, которую многие называют эфир или статическим током, так же они действуют как  высокоэффективные земные батареи. Эфир проходит через пластик, древесину и т. д... Изучите и исследуйте эти способы они реальнее, чем  Вы можете думать. Вы можете научиться получать достаточную мощность и нести энергию в Ваш дом!

 

Эксперимент №1, Как монтировать 12 vdc устройство.

 

1. Вы можете использовать медные трубки диаметром  1 или  3/4", длиной 4—12" .

2. Затем покройте лаком (который Вы можете купить в любом хозяйственном магазине), покройте наружную поверхность трубки. (НЕ КРАСЬТЕ ВНУТРЕННЮЮ ЧАСТЬ.), позволяют воздуху, сухому в течение 24 часов.

3. Используя молоток, забейте трубки в землю, оставляя до 1" над поверхностью грунта. Не позволяйте

наружной поверхности трубки касаться земли в заключительном размещении. Почва должно быть сырой.

4. Теперь удалите каждый трубку и поместите толстую пленку

     на дно. Пленка не должна плотно прилегать к трубке, тогда дождевая вода сможет свободно вытекать из трубки, не позволяйте снаружи меди касается земли.

5. Теперь вставьте каждую трубку назад в те же самые отверстия. Поместите  2"  цинковый стержень (или длинный оцинкованный болт, большинство болтов) в центр каждого трубки. Цинк – ОТРИЦАНЫЙ, а медь + ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДЫ.

 6. Теперь соедините их последовательно, чтобы получить 12 вольтов, используйте зажимы

или припой для соединения. Места пайки необходимо покрыть лаком для защиты от окисления. Дождь

пополнит Ваши земные батареи. Чтобы получить большой ампераж

с этим типом батарей, просто добавляют больше  ячеек. Соедините все ряды (примерно по 12 ячеек в каждом) параллельно, добавьте так много рядов, пока не добьетесь нужной силы тока. (ДУМАЙТЕ БОЛЬШИЕ!) Это может быть

очень сильное устройство свободной энергии для вашего дома или другого. Вы получать энергию не только от земной  батареи, но Вы будете также собирать землю

токи от эфира / статические и радиоволны под землей также.

7. Чем больше Вы используете медных трубок, тем больших

     силы тока и напряжения Вы можете добиться.

 

 

Эксперимент №2, Как монтировать 12 vdc устройство

 

Это - только пример, чтобы понять, что эта конструкция простая, но имеет низкий КПД! См. наши емкостные земляные ячейки, типа катушек или пластин.

Они производят гораздо больше силы тока и напряжений чем этот тип.

 

ЗАМЕТЬТЕ: не красьте 10-футовую медную ячейку. Держите всю медь наружной

к земле. Чем больше наружная сторона  медной трубки контактирует с землей, тем лучше. Для более высокой силы тока и

выходной мощности, используйте цинковый или алюминиевый штырь  диаметром 10/16” , который составляет 1/16”  площади меди.

 

Преимущества энергии земляной батареи

1. Свободная энергия

2. Длинная Жизнь

3. Сбор энергии эфира.

4. Ячейки  пополняются

    вне погоды, от дождя или

    разрядов молнии.

 

Эксперимент №3, Как монтировать 12 vdc устройство.

 

Это - простой способ произвести больше силы тока, но не практичный, мы только показываем Вам

это, чтобы ознакомить Вас. Чем глубже ячейки находятся в земле, а также чем ближе медный и цинковый электроды располагаются друг к другу, тем большую силу тока Вы можете получить. Если Вы действительно решите построить это, то необходимо выполнить следующие требования:

 Все соединения должны быть хорошо пропаяны, ячейки должны находиться достаточно глубоко в земле.

Наружная поверхность медных трубок должна быть хорошо изолирована от земли (лаком, краской, пластиком, в крайнем случае, изолентой).

Ваша цель создать  очень сильный  земной конденсатор / батарею. Это позволит Вам захватить и собирать  энергию земли, а во время грозы энергия, которую Вы можете собрать, поразит Вас! Вы должен

используйте антенну на цинковом или медном электроде. Будьте осторожны собираясь

заряд, этого может убить Вас. Во время грозы советую соединить батарею с конденсатором большой емкости. Один полюс подсоединить через диод, соблюдая, естественно, полярность. Наши земные батареи— могут аккумулировать и

Главный вид 12-ти вольтовой высокоамперной земляной батареи

 

держите тысячи вольтов. Так будьте осторожны. Используйте резиновые перчатки и другие средства защиты. Мы не ответственны за что-нибудь, Вы строите на свой страх и риск.

 

 

 Внутренний цинковый стержень (отрицательный электрод)

  может быть заменен на алюминиевый. Отрицательный электрод

необходимо обернуть хлопчатобумажной тканью.

 

 

 

 

 

 

Эксперимент №4 метод 6-футового расстояния (старый способ).

Есть много патентов США, которые были выпущены еще в 1800-х годах, один из них был  выданной г-н Дэкманом. Он обнаружил, что если взять несколько небольших кусков цинковых и угольных стержней и вставить  их в землю рядом друг с другом и подключите

их в ряд (так же, как батареи), вы получите не большое  усиление на всех.

Но если Вы поместите их на расстоянии 6 футов, то Вы получите выигрыш в напряжении, и они не будут уравновешивать друг друга. Т.О.  Вы можете поместить их последовательно, чтобы увеличить ваше напряжение и ваши вольт-амперы. Теория говорит о том, что существуют своего рода естественные вихри энергии, который занимает примерно столько пространства для каждого блока или ячейки.

 

При использовании этого метода потребуется много земли, что многие

люди просто не имеют, за исключением фермеров.

Есть гораздо более эффективные способы по сравнению со старым методом, как вы увидите далее.

Старым способом или нашими новыми методами, вы можете получить  столько свободная энергия, сколько захотите, с напряжением или силой тока какие вам необходимы.

Чем выше желаемое значение тока, тем больше затрат. Мы стараемся улучшить наши изобретения, чтобы снизить стоимость.

 

 

 

 Метод  листового конденсатора

Этот метод гораздо лучше, чем при использовании труб или стержней. С помощью меди и цинка или

листовой алюминиевой фольги, вы получите гораздо больше тока из вашей системы!

Энергию вы будете собирать  из 3 разных источников:

1.Кислот в почве и воде

2. Энергия, которая передается от самой земли

3. Энергия, которая передается с неба и пространства.

 

Все это может показаться невероятным, но это правда, и это факт!Чем больше пластин, которые

Вы добавляете, тем больше энергии вы получите!Медный лист (ы) является положительным электродом, они должно быть

вниз к земле (см. рис. ниже).Алюминия или цинка лист (ы) является отрицательными электродами и должны

быть обращены к небу! Между листами-электродами необходимо проложить лист хлопчатобумажной ткани или другое пластиковое сетчатое изолирующее покрытие.

Изготовьте изолирующее основание из дерева (или другого изоляционного материала). Установите на основание 4 деревянных (или другой изоляционный материал) направляющих штыря.

Используйте  для электродов 8 листов размером 1/2" x 11".

Выполните по два отверстия в каждом медном и алюминиевом листе, расстояние между отверстиями равно расстоянию между двумя направляющими штырями основания.

Каким-либо доступным для вас методом от каждой пластины необходимо выполнить отвод для подключения.

Соберите своеобразный бутерброд, насаживая медные листы на левые направляющие и алюминиевые на правые.

Затем необходимо изготовить из дерева верхнюю крышку, аналогичную деревянному основанию.

Собрав конструкцию, стяните её скотчем. Просверлите  с двух  противоположных сторон сквозные отверстия в крышке и основании, вставьте шпильки или болты и стяните конструкцию. Удалите скотч. Соедините провода, полейте собранный конденсатор водой и закопайте в землю.

 

Опять же, чем больше листы металла добавлены, тем больше мощность, которую Вы получите! Вы собираете больше чем простая батарея. Лист медной пластины является положительным электродом, алюминиевого листа является отрицательным. Есть много конструкций этого типа земляных батарей. Ниже приведены другие формы батарей.

 

Соленоидный накопитель земной энергии.

 

Модель №1.

Возьмите 5/16” цинковый  или алюминиевый стержень, длиной 7.5” . Для намотки  используйте неизолированной медный проводов №27. Цинковый стержень покройте  бумагой  в один слой, используйте очень маленькие кусочки ленты для фиксации. Теперь наматывайте медный провод по бумаге, не забудьте использовать  неизолированную медь! Закрепите скотчем один конец медного провода к концу цинкового или алюминиевого стержня  и начните медленно наматывать. Намотку делайте виток к витку. Ширина бумажной изоляции составляет 5,5”, длина намотки 4”.  Закончив, первый слой намотки, обмотайте его слоем бумаги. Зафиксируйте её небольшими кусочками скотча. Теперь начните свой 2-ой слой намотки, повторите этот тот же самый процесс, пока у Вас не будет 10 слоев, (больше слоев— лучше!). Медь не должна касаться цинка или алюминия. Когда закончите намотку, закрепите концы провода клеем или эпоксидной смолой. Это - одна полная ячейка, имейте в виду, что это - маленькая опытная модель, для получения большей мощности Вы должны построить большие ячейки, используя медный провод большого сечения. Такие ячейки могут быть соединены последовательно, в дальнейшем, мы соединим их с помощью диодов, конденсаторов, электронных ключей или ручных переключателей. Если вы сделаете 20 и более ячеек и попытаетесь соединить их последовательно (без диодов, конденсаторов и переключателей), то элементы будут гасить друг друга.  Для проверки опустите элемент в воду. Имейте в виду, что  вода должна пропитать  каждый слой элемента. Вы можете также использовать в качестве центрального электрода цинковую или алюминиевую трубку.

 

Бумага служит не долго, поэтому лучше использовать какой-нибудь пластиковый диэлектрик, поглощающий воду (к примеру, ткань, которой покрывают газоны после посадки семян, или что-то на подобии— синтетическое пористое).

 

Модель №2

В этом варианте мы используем обмедненную проволоку или медный провод №27, только с изоляцией— ( лак).  Намотка производится так же, как в модели №1, только после намотки каждого слоя меди, этот слой зачищается сверху наждачной бумагой для снятия слоя лака. Такой элемент более эффективен, чем 1-й.

 

Модель №3

То же самое как №1, но наоборот! Вы можете использовать алюминиевый провод и медный стержень или трубку. Используйте  3/4” медную трубку, бумажную или пластиковую межслойную изоляционную и алюминиевую проволоку.

Катушечный земляной конденсатор.

Этот тип земляной батареи очень  эффективен. Бумага не очень хороший изолятор высокого

напряжения! Если вы желаете собрать  энергию земли в бурю и грозу необходимо использовать толстый диэлектрик. Металлы должны быть расположены должным образом для сохранения высокого напряжения.

 

Последовательное соединение элементов

На рисунке ниже показано, как соединить ячейки последовательно, так чтобы получить высокое напряжение без гашения элементами друг друга. Этот способ позволяет не использовать пластиковую подставку (пленку) под трубчатые элементы (начало статьи).

 

Используйте электролитические конденсаторы, чтобы накопить заряд, прибывающий из каждой ячейки, затем соедините их, последовательно, используя коммутатор, соединенный с  валом двигателя, запитанным от солнечного элемента (как вариант). Вы можете также построить  низкоамперную электронную коммутационную схему и использовать земную энергию для питания. Или другой более простой путь, к примеру, использовать часовой механизм. Маленькие магниты приклеивают к длинной оси ротора, связанной с часовым механизмом. Используйте маленькие герконы в качестве переключателей (см. рис. справа). Герконы, замыкаясь, соединяют элементы батареи последовательно и заряжают общий конденсатор (см. рис. выше), который питает нагрузку.

Смотрите также:Натан Стаблфилд, энергия земли Земляные батареи(Earth Battery), эксперименты

 

allpowr.su

Земляная батарейка, конструкция и описание

батарейка своими руками>

Для питания и зарядки портативной электроники в тех местах, где нет электросети можно успешно использовать на ряду с другими источниками электроэнергии и простейшие химические источники тока, гальванические первичные и вторичные элементы.

Их использование возможно на дачах при долгосрочном проживании при отсутствии электросети, а так-же в отдалённых деревнях где или нет совсем электроэнергии, или постоянные перебои с электроснабжением. В советской России химические источники тока или гальванические элементы получили широкое распространение в радиолюбительской технике в середине прошлого столетия, так как эти источники просты в изготовлении и изготовляются из легкодоступных материалов.

Сейчас, когда портативная электроника стала очень экономична в плане электропотребления, её питание от самодельных химических источников тока может оказаться очень эффективным, так как такие источники тока с успехом применяли ещё на заре развития радиотехники.Тогда техника потребляла в разы больше электроэнергии чем современная аппаратура, а сейчас с развитием энергосберегающей светотехники .например светодиодной, на освещение тратится в 4-5 раз меньше электроэнергии, чем от потребление обычной лампочки, а так-же современные мобильные телефоны, КПК, и другие гаджеты потребляют не чуть не больше, а даже меньше чем радиоаппаратура прошлых десятилетий.

Простейший гальванический элемент

Вольтов столб Первый химический источник тока был изобретён итальянским учёным Алессандро Вольта в 1800 году. Это был элемент Вольта — сосуд с солёной водой с опущенными в него цинковой и медной пластинками, соединенными проволокой. Затем учёный собрал батарею из этих элементов, которая впоследствии была названа Вольтовым столбом. Это изобретение впоследствии использовали другие учёные в своих исследованиях. Так, например, в 1802 году русский академик В. В. Петров сконструировал Вольтов столб из 2100 элементов для получения электрической дуги.

В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля».В 1859 году французский физик Гастон Планте изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах. В 1865 году французский химик Ж. Лекланше предложил свой гальванический элемент (элемент Лекланше), состоявший из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или другой хлористой соли, в который был помещён агломерат из оксида марганца(IV) MnO2 с угольным токоотводом.

Модификация этой конструкции используется до сих пор в солевых батарейках для различных бытовых устройств.В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создаёт первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент - серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. Подключенный к ней звонок работает и по сей день. (источник ВИКИПЕДИЯ)

Простейший медно-цинковый элемент сосотойт из двух электродов-пластин погруженных в раствор электролита, при погружении в электролит между металлами возникает разница потенциалов, при погружении в раствор повареной соли медной пластины и цинковой возникает разница потенциалов примерно в 1вольт, и один элемент независимо от размеров имеет напряжение в один вольт, а мощьность такого элемента зависит от его размеров и площади пластин погружоннх в электролит.Для получения более высокого напряжение эти элементы, как и зоводские батарейки соеденяют последовательно для получения нужного напряжения.

соединение пластин батарейки>

Характеристики мдно-цинкового элемента

Медно-цинковые источники тока. Производство этих химических источников тока началось еще в 1889 г. В настоящее время они выпускаются в небольших масштабах в виде элементов емкостью от 250 до 1000 А*ч. Гладкие цинковые пластины и пластины из смеси оксида меди, меди и связующего помещают в стеклянный или металлический сосуд с 20%-ным раствором NaОН. Элементы имеют напряжение 0, 6-0, 7 В и удельную энергию 25-30 Вт*ч/кг. К их достоинствам относится постоянство разрядного напряжения, очень малый саморазряд, безотказность в работе и невысокая цена. Применялись в системах сигнализации и связи на железных дорогах.

В реальных условиях энергоёмкость может сильно отличатся, и зависит она от площади пластит, чистоты металлов и плотности электролита.Элемент собранный в литровой банке, с пластинами максимальной площади, двадцати процентным раствором соли в виде электролита, выдаёт напряжение от 0, 6-1, 1 вольта, 10-20а/ч, но в таких элементах очень маленький разрядный ток маленький, и ток замыкания может быть около 100-150мА/ч., а чем меньше подсоединенный источник потребляет, тем больше медно-цинковый элемент может вырабатывать электроэнергии. Элемент собранный в литровой банке при токе разряда 50мА/ч проработает от 200часов до 400часов и более и более, но со временем пластины окисляются и напряжение падает и в итоге элемент перестаёт работать. Для восстановления элемента надо заменить электролит и очистить пластины от окисления и элемент снова будет работать.

Процесс окисления зависит от разрядного тока чем он выше, тем быстрее элемент выйдет из строя, но в среднем элемент в литровой банке до чистки и перезарядки, при разрядном токе 50 мА/ч проработает около 3-4 месяца, а при разрядном токе в 2-5 мА/ч его хватит на год и более.Простого литрового элемента не хватит для питания даже простого миниатюрного радиоприемника, и для того чтобы получить нужные характеристики нужно собрать блок из нескольких элементов.

Сейчас в основном вся портативная электроника питается напряжением в 3,6-4,5 вольта, и для того чтобы получить такие числа нужно соединить последовательно 4-5 таких элементов, если соединить 5 литровых элементов, то получится примерно3,5-4,8 вольта, и ёмкость возрастает до 40-50а/ч, а ток разряда может достигать 400-600 мА/ч, следовательно такой источник легко справится с питанием маленького радиоприёмника или светодиодного фонарика, а так-же с зарядкой миниатюрных аккумуляторов телефонов в течении 10-30 часов.Но для питания мощных светодиодных фонарей и питания современных телефонов и КПК такого источники будет маловато .

Для стабильного питания понадобится что -то по больше, например элемент ёмкостью как на рисунке, объем 40-50 литров, для стабильного питания портативных комнатных светодиодных светильников и другой техники.Для изготовления такого химического источника электроэнергии на понадобятся, 5 медных пластин размерами 20/40, и 5 таких-же цинковых, далее на каждую пластинку нужно припаять или запрессовать путём загибания уголка пластины вставить проводок и за плющить молотком.

После надо пластины через электронопроводящие прокладки (деревянный брусочек или пластмассовая трубка) закрепить между собой, потом опускаем их в ёмкости с электролитом, это или раствор поваренной соли, или раствор нашатыря, или раствор серной кислоты(авто электролит), после соединяем получившиеся батарейки последовательно, то есть медная пластина одного элемента через проводок соединяется с цинковой пластиной другого элемента и в итоге с одной стороны получившегося блока остаётся пластина медная с проводком (+), а с другой цинковая (-). Чем больше площадь пластин и чем лучше электролит, тем выше эффективность такого источника тока.

www.otchelniki.ru

Самодельный гальванический элемент для автономного питания

Самодельный гальванический элемент для автономного питания

Элемент Вольта

 

Самодельный гальванический элемент для автономного питания Элемент Вольта

 

Для питания и зарядки портативной электроники в тех местах, где нет электросети можно успешно использовать на ряду с другими источниками электроэнергии и простейшие химические источники тока, гальванические элементы.

Их использование возможно на дачах при долгосрочном проживании при отсутствии электросети,а также в отдалённых деревнях где или нет совсем электроэнергии, или постоянные перебои с электроснабжением. В советской России химические источники тока или гальванические элементы получили широкое распространение в радиолюбительской технике в середине прошлого столетия, так как эти источники просты в изготовлении и изготовляются из легкодоступных материалов.

Сейчас, когда портативная электроника стала очень экономична в плане электропотребления, её питание от самодельных химических источников тока может оказаться очень эффективным, так как такие источники тока с успехом применяли ещё на заре развития радиотехники. Тогда техника потребляла в разы больше электроэнергии чем современная аппаратура,а сейчас с развитием энергосберегающей светотехники. Например, светодиодной, на освещение тратится в 4-5 раз меньше электроэнергии, чем от потребления обычной лампочки. Также современные мобильные телефоны, КПК и другие гаджеты потребляют ни чуть не больше, а даже меньше, чем радиоаппаратура прошлых десятилетий.

 

Внимание!

В статье имеются орфографические и пунктуационные ошибки, т.к. материал взят с сайта http://soliaris2010.narod2.ru, и редактирование текста практически осталось как у оригинала. Не судите строго, пожалуйста...

ПРОСТЕЙШИЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, ЭЛЕМЕНТ ВОЛЬТА

 

Самодельный гальванический элемент для автономного питания Элемент Вольта

 

Вольтов столб Первый химический источник тока был изобретён итальянским учёным Алессандро Вольта в 1800 году. Это был элемент Вольта — сосуд с солёной водой с опущенными в него цинковой и медной пластинками, соединенными проволокой. Затем учёный собрал батарею из этих элементов, которая впоследствии была названа Вольтовым столбом. Это изобретение впоследствии использовали другие учёные в своих исследованиях. Так, например, в 1802 году русский академик В. В. Петров сконструировал Вольтов столб из 2100 элементов для получения электрической дуги.

В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля».В 1859 году французский физик Гастон Планте изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах.В 1865 году французский химик Ж.Лекланше предложил свой гальванический элемент (элемент Лекланше), состоявший из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или другой хлористой соли, в который был помещён агломерат из оксида марганца (IV) MnO2 с угольным токоотводом.

Модификация этой конструкции используется до сих пор в солевых батарейках для различных бытовых устройств.В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создаёт первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент - серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. Подключенный к ней звонок работает и по сей день.

Простейший медно-цинковый элемент состоит из двух электродов-пластин, погруженных в раствор электролита, при погружении в электролит между металлами возникает разница потенциалов. При погружении в раствор повареной соли медной пластины и цинковой возникает разница потенциалов примерно в 1 вольт, и один элемент независимо от размеров имеет напряжение в один вольт, а мощность такого элемента зависит от его размеров и площади пластин погруженных в электролит. Для получения более высокого напряжение эти элементы, как и зоводские батарейки соеденяют последовательно для получения нужного напряжения.

Самодельный гальванический элемент для автономного питания Элемент Вольта

ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕДНОЦИНКОВОГО ЭЛЕМЕНТА

Медно-цинковые источники тока. Производство этих химических источников тока началось еще в 1889 г. В настоящее время они выпускаются в небольших масштабах в виде элементов емкостью от 250 до 1000 А·ч. Гладкие цинковые пластины и пластины из смеси оксида меди, меди и связующего помещают в стеклянный или металлический сосуд с 20%-ным раствором NaОН. Элементы имеют напряжение 0,6-0,7 В и удельную энергию 25-30 Вт·ч/кг. К их достоинствам относится постоянство разрядного напряжения, очень малый саморазряд, безотказность в работе и невысокая цена. Применялись в системах сигнализации и связи на железных дорогах.

В реальных условиях энергоёмкость может сильно отличатся и зависит она от площади пластит, чистоты металлов и плотности электролита.Элемент собранный в литровой банке,с пластинами максимальной площади, двадцати процентным раствором соли в виде электролита, выдаёт напряжение от 0,6-1,1 вольта,10-20а/ч,но в таких элементах очень маленький разрядный ток маленький ,и ток замыкания может быть около 100-150мА/ч.,а чем меньше подсоединенный источник потребляет, тем больше медно-цинковый элемент может вырабатывать электроэнергии. Элемент собранный в литровой банке при токе разряда 50 мА/ч проработает от 200часов до 400часов и более и более,но со временем пластины окисляются и напряжение падает и в итоге элемент перестаёт работать. Для восстановления элемента надо заменить электролит и очистить пластины от окисления и элемент снова будет работать.

Процесс окисления зависит от разрядного тока чем он выше ,тем быстрее элемент выйдет из строя,но в среднем элемент в литровой банке до чистки и перезарядки ,при разрядном токе 50 мА/ч проработает около 3-4 месяца,а при разрядном токе в 2-5 мА/ч его хватит на год и более.Простого литрового элемента не хватит для питания даже простого миниатюрного радиоприемника,и для того чтобы получить нужные характеристики нужно собрать блок из нескольких элементов.

Сейчас в основном вся портативная электроника питается напряжением в 3,6-4,5 вольта ,и для того чтобы получить такие числа нужно соединить последовательно 4-5 таких элементов,если соединить 5 литровых элементов ,то получится примерно 3,5-4,8 вольта, и ёмкость возрастает до 40-50 А/ч,а ток разряда может достигать 400-600 мА/ч,следовательно такой источник легко справится с питанием маленького радиоприёмника или светодиодного фонарика, а также с зарядкой миниатюрных аккумуляторов телефонов в течении 10-30 часов. Но для питания мощных светодиодных фонарей и питания современных телефонов и КПК такого источники будет маловато.

ДЛЯ СТАБИЛЬНОГО ДОЛГОСРОЧНОГО АВТОНОМНОГО ПИТАНИЯ ПОРТАТИВНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

понадобится что-то побольше, например, элемент ёмкостью как на рисунке, объем 40-50 литров,для стабильного питания портативных комнатных светодиодных светильников и другой  техники. Для изготовления такого химического источника электроэнергии на понадобятся: 5 медных пластин размерами 20х40, и 5 таких же цинковых, далее на каждую пластинку нужно припаять или запрессовать путём загибания уголка пластины  вставить проводок и заплющить молотком.

После надо пластины через электронопроводящие прокладки (деревянный брусочек или пластмассовая трубка) закрепить между собой, потом опускаем их в ёмкости с электролитом, это или раствор поваренной соли или раствор нашатыря или раствор серной кислоты (авто электролит), после соединяем получившиеся батарейки последовательно, то есть медная пластина одного элемента через проводок соединяется с цинковой пластиной другого элемента. В итоге, с одной стороны получившегося блока остаётся пластина медная с проводком (+), а с другой цинковая (-). Чем больше площадь пластин и чем лучше электролит, тем выше эффективность такого источника тока.

 

Самодельный гальванический элемент для автономного питания Элемент Вольта

Самодельный гальванический элемент для автономного питания Элемент Вольта

 

САМОДЕЛЬНЫЙ МЕДНО-КУПОРОСНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

В этой самодельной конструкции из-за недоступности чистого цинка,применён алюминиевый электрод,но э.д.с. алюминия ниже чем у цинка,составляет 0,5 В, то есть одна банка даёт всего 0,5 вольт, из-за этого прибор состоит не из 4-х банок для напражения в 3,5-4 вольты,а из 6-ти,чтобы получить как минимум 3,6 вольт.

При испытании данного прибора не было никаких измерительных приборов, но как видно из фото ,прибор свободно обеспечивает свечение 12-ти светодиодов-ток потребления150-200мА, и заряжает мобильный телефон-ток потребления около 400мА.При испытании элемент зарядил батарею телефона ёмкостью 750мА за 2,40 минут.

Примерные технические характеристики батареи элементов, состоящей из 6-ти банок, емкостью 0,33л.: 3,7 Вольт, ток замыкания около 500мА, ёмкость 25-30А/ч.

В ходе испытания батарея элементов стабильно проработала на одной столовой ложке купороса около 100 часов при токе разряда примерно 200мА/ч,сейчас прибор так-же работает, но сила тока значительно меньше и составляет около 80мА/ч,купарос практически истрачен,таким образом если посчитать ,то можно определить,сколько времени вообще элементы проработают на определённом количестве купороса, питая определенные приборы.

 

ПОРЯДОК ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Самодельный гальванический элемент для автономного питания Элемент Вольта

В ЭТОЙ КОНСТРУКЦИИ В КАЧЕСТВЕ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ИСПОЛЬЗОВАЛИСЬ АЛЮМИНИЕВЫЕ БАНКИ (ПИВНЫЕ) И ДРУГИЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ АЛЮМИНИЯ.

ЕСЛИ БУДУТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ АЛЮМИНИЕВЫЕ БАНКИ, ТО ИХ НУЖНО ТЩАТЕЛЬНО ЗАЧИСТИТЬ ОТ ЗАЩИТНОГО ВНУТРЕННЕГО СЛОЯ И ВНЕШНИХ НАДПИСЕЙ, ТАК КАК ОНИ НЕ ПРОПУСКАЮТ ТОК.

Самодельный гальванический элемент для автономного питания Элемент Вольта

Сначала внутренняя поверхность банки обмазывается вазелином или салом на расстоянии 3-4 сантиметра от верхнего края банки,это делается для того чтобы предупредить выползание кристаллов солей из сосуда элемента.

Далее из тонкого листа меди,или латуни или свинца изготавливается цилиндр по внутреннему диаметру и высоте банки.

Далее в цилиндре надо с одной стороны сделать двойные прорези на глубину 4-5 мм., и получившиеся скобки загнуть наружу,для того что-бы цилиндр висел на них, на горлышке банки, не доходя до дна банки на 5 см.,после изготовления  припаять к нему медный провод,это и будет (+).

Далее изготавливается диафрагма,диафрагма изготавливается из картона ,делается цилиндр из картона по длине банки ,или короче  банки на 5 см.,а потом к нему пришивается нитками картонное дно ,так что-бы не оставалось щелей,а  места сшивки пропитываются горячим парафином чтобы герметизировать дно от вытекания жидкости.

Далее на цилиндр плотно наматывают несколько слоёв пергамента или газетной бумаги,предварительно вымоченного в солёном растворе,чтобы не оставалось воздушных прослоек,а после получившейся "стакан" плотно  обшивается обёрнутой в несколько слоёв  тканью ,для механической прочности.

Потом на верх диафрагмы наклеивают или пришивают кольцо ,чтобы стакан не проваливался,и места крепления обмазывают горячим парафином,в кольце делают отверстие, через которое в банку наливается вода и вставляется мешалка для помешивания  купороса.

Потом в диафрагму надо налить раствор поваренной соли и оставить на несколько часов,правильно собранная диафрагма не должна подтекать ,а её поверхность должна быть всего-лишь влажной.далее по внутреннему диаметру диафрагмы изготавливается из листа цинка цилиндр к нему припаивается медный провод который будет служить (-),цинковый цилиндр должен свободно входить в диафрагму ,но при этом быть как можно ближе к её стенкам,то есть ближе к медному цилиндру,чтобы уменьшить внутренне сопротивление ,и соответственно повысить эффективность.

СБОРКА ЭЛЕМЕНТА.

В чистую банку ,если 0,5л.,насыпают столовую ложку  медного купороса ,вставляют мешалку,а потом устанавливают диафрагму,наполненную раствором поваренной соли,после в то отверстие,которое для  мешалки,в банку наливается вода ,а за тем вставляется в диафрагму цинковый цилиндр ,после сборки элемент полностью готов к работе,остаётся соединить элементы последовательно ,как обычные батарейки,и питать и заряжать приборы.

Применение пористой диафрагмы обусловлено разделением электролитов, тоесть  разделением кристаллов купороса,и соляного раствора от смешивания,иначе купорос бурно вступает в реакцию и слишком быстро расходуется,  даже когда элемент не используется,а через диафрагму расход купороса равномерен и экономичен,что обеспечивает долгую работу источника тока-гальванического элемента..

Удод за элементом заключается в периодической заправке купороса, смене электролита и очистке от окисления  электродов. При потреблении тока   около 600мА(сотовый телефон), батарея состоящая из 4-х пол-литровых элементов элементов проработает на одной заправке купороса(4 стол.л.) около месяца   ,при условии использования его каждый день около 6 часов. .При падении мощности периодически мешалкой надо взбалтывать медный купорос.За время работы в течении месяца израсходуется около 100г.купороса, и 40г. цинка.

Примечание. Если заменить цинк на алюминий,то элементов надо не 4 или 5, а 6 или 7 ,соединенных последовательно,так как э.д.с. алюминия ниже чем у цинка,и состовляет 0,4-0,6 V.

eurosamodelki.ru

Применение сезонного грунтового аккумулятора, работающего без теплового насоса

сезонной грунтовый аккумулятор, тепловой насос, энергия земли, гео-обогрев, пассивный дом, энергоэффективный дом, экодом, ekopowerНастоящим постом мы открываем цикл статей об использовании сезонных аккумуляторов тепла. В данной статье на примере жилого района в Швеции рассмотрено применение сезонного грунтового аккумулятора, работающего без теплового насоса.

В строительном секторе центральные солнечные отопительные системы являются наиболее экономически выгодными среди всех возможных солнечных тепловых систем. Посредством интеграции сезонного теплового аккумулятора можно покрыть более 50% энергетических затрат на отопление и горячее водоснабжение. В таблице 1 приведены крупномасштабные отопительные солнечные системы Европы, построенные до 2002 года.

Таблица 1. Десять наибольших центральных отопительных солнечных систем Европы, которые были введены в эксплуатацию до 2000 года (кликните для увеличения изображения)

В центральной и северной Европе еще с 1995 года стали популярны сезонные аккумуляторы для хранения тепловой энергии солнца, накопленной в теплое время года, и ее утилизации в холодное время.

На рисунке ниже представлены 4 вида сезонных аккумуляторов солнечной энергии, но в данной статье будет идти речь непосредственно о грунтовом аккумуляторе (duct heat store).

Виды сезонных аккумуляторов тепловой солнечной энергии (кликните для увеличения изображения)

Для строительства и успешной эксплуатации грунтового аккумулятора необходимо соблюдение таких условий как: соответствующий состав грунта и достаточно свободного пространства.

Концепция данной системы состоит в хранении солнечной тепловой энергии непосредственно в грунте. Подходящими геологическими формациями для ее применения могут быть, к примеру, горная/скалистая почва или водонасыщенный грунт. Зарядка и разрядка грунтового аккумулятора осуществляется с помощью вертикальных теплообменников, помещенных в буровые скважины на глубину 30 – 100 м. На поверхности аккумулятора находится слой изоляции, предотвращающий потери тепла в окружающую среду. Во время зарядки, тепловой поток направлен из центра к периферии, чтобы в результате получить более высокие температуры в центре и более низкие на границе. Во время разрядки направление теплового потока обратное.

Преимуществом такой системы является модульная конструкция, которая дает возможность к расширению. Дополнительные буровые скважины с вертикальными теплообменниками могут быть легко добавлены, например, в случае увеличения количества отапливаемых домов в жилом районе. [Schmidt T., Mangold D., Müller-Steinhagen H., July 2003. Central Solar Heating Plants with Seasonal Storage in Germany. Solar Energy, 76: 165-174.]

В конце 2002 в одном из жилых районов вблизи Стокгольма – Аннеберге была запущена в эксплуатацию солнечная тепловая система с сезонным грунтовым аккумулятором без использования теплового насоса. Разработка данной солнечной тепловой системы с грунтовым аккумулятором в Швеции была частью проекта Европейского Союза EU THERMIE, целью которого являлось исследование и разработка крупномасштабных солнечных отопительных систем для жилищного строительства. Предварительное моделирование и расчет системы были осуществлены в компьютерном программном обеспечении TRNSYS и MINSUN и на основании полученных результатов была выбрана оптимальная конфигурация системы. [Nordell B., Hellström G., 2000. High Temperature Solar Heated Seasonal Storage System for Low Temperature Heating of Buildings. Solar Energy, 69 (6): 511-523]

Одним из требований местного муниципалитета являлось создание жилого района, который был бы экологически чистым. Место для этого было выбрано удачно – весь жилой район окружен хвойным лесом и при этом находится всего в 10 км к северу от Стокгольма. В процессе строительства были использованы такие материалы как дерево твердой породы, водорастворимые краски, экологическая теплоизоляция и т.д. Одна из комнат в каждых апартаментах может быть полностью электрически изолирована, что в конце 90-х считалось благоприятным для здоровья. Каждый житель района ежедневно вносит свой посильный вклад в сохранение и улучшение экологической ситуации, путем соблюдения правил по переработке отходов, а также заботе об окружающей природе.

Данная солнечная тепловая система состоит из 2 400 кв.м солнечных коллекторов, размещенных на крышах 50-ти частных домов, грунтового аккумулятора объемом 60 000 куб.м, 13 сабъюнитов с водными баками-аккумуляторами для горячего водоснабжения, низкотемпературной системы отопления (теплый пол) и дополнительных электронагревателей для отопления и горячего водоснабжения. Отопление домов обеспечивается системой теплых полов с расчетной температурой 27/32 градусов Цельсия. Общая отопительная площадь – 5 444 кв.м. Ежегодное потребление энергии для отопления – 565 МВт*час. Крыши домов сориентированы в юго-восточном направлении с углами наклона 15 гр., 31 гр., 37 гр. На крышах установлены солнечные коллекторы с пропилен гликолем в качестве теплоносителя.

Контур солнечных коллекторов отделен от контура теплового аккумулятора и системы отопления с помощью теплообменников. Солнечная радиация является непостоянной, поэтому для обеспечения круглогодичного горячего водоснабжения и отопления необходим сезонный аккумулятор тепла. Соответственно, такой аккумулятор был спроектирован объемом 60 000 куб.м с 99 скважинами глубиной 65 м и расстоянием между ними 3 м. Около 60 % ежегодного потребления энергии, затрачиваемой на отопление, обеспечивается солнечной тепловой системой. Тем не менее, жители Аннеберга недовольны работой солнечной системы, которая согласно предварительным оценке и расчетам должна была работать значительно эффективнее. В 2007 году были проведены два исследования для выявления причин низкой эффективности системы. Исследования показали, что

1) грунтовый аккумулятор еще не достиг стационарного состояния температур;

2) потребление энергии жильцами на отопления и горячее водоснабжение превышает заданные параметры при моделировании системы;

3) потери в распределительной сети намного выше ожидаемых, в то время как уровень полученной солнечной энергии ниже.

Ожидаемый срок, в течение которого тепловой аккумулятор должен достичь стационарного состояния, был определен на этапе проектирования, как 7-8 лет. По истечении указанного срока, в 2010 – 2011 годах было проведено новое исследования эффективности солнечной системы, о результатах которого читайте в следующей статье из нашего цикла.

Источник

___________________________________________________________

Имея хороший экономный домик, а главное энергоэфективный, можно начать получение прав в гибдд чтобы приобрести себе такой же экономный автомобиль, а лучше электрокар. Собственный транспорт должен быть экологичность насколько это может быть.

Читайте также:

www.ekopower.ru


Смотрите также