Электричество из земли для дома: 3 способа получить электричество из земли для дома своими руками – теория, практика, схема

3 способа получить электричество из земли для дома своими руками – теория, практика, схема

Содержание

• Зачем добывать электричество из земли
• Единство трёх сред
• Как получить электроэнергию из земли
• Способ 1 — Нулевой провод –> нагрузка –> почва
• Способ 2 — Цинковый и медный электрод
• Способ 3 — Потенциал между крышей и землёй
• Мифы и реальность
• Что можно попробовать сделать?
• Варианты автономной подсветки гаража
• Автономная гаражная подсветка и способы ее реализации
• Освещение с помощью солнечных батарей
• Освещение с помощью ветрогенератора
• Подсветка с помощью бензинового генератора
• Аккумуляторные батареи и их применение
• Особенности монтажа электросети
• Заключение

Зачем добывать электричество из земли

Для того, чтобы получить электричество, нужно найти разность потенциалов и проводник. Соединив всё в единый поток, можно обеспечить себе постоянный источник электроэнергии. Однако в действительности приручить разность потенциалов не так-то просто.

Природа проводит через жидкую среду электроэнергию огромной силы. Это разряды молнии, которые, как известно, возникают в воздухе, насыщенном влагой. Однако это всего лишь единичные разряды, а не постоянный поток электроэнергии.

Человек взял на себя функцию природной мощи и организовал перемещение электроэнергии по проводам. Однако это всего лишь перевод одного вида энергии в другой. Извлечение электричества непосредственно из среды остаётся преимущественно на уровне научных поисков, опытов из разряда занимательной физики и создания небольших установок малой мощности.

Проще всего извлекать электричество из твёрдой и влажной среды.

Единство трёх сред

Самой популярной средой в этом случае является почва. Дело в том, что земля – это единство трёх сред: твёрдой, жидкой и газообразной. Меду мелкими частичками минералов расположены капли воды и пузырьки воздуха.

 Более того, элементарная единица почвы – мицелла или глинисто-гумусовый комплекс представляет собой сложную систему, обладающую разницей потенциалов.

На внешней оболочке такой системы формируется отрицательный заряд, на внутренней – положительный. К отрицательно заряженной оболочке мицеллы притягиваются положительно заряженные ионы, находящиеся в среде. Так что в почве постоянно происходят электрические и электрохимические процессы.  В более гомогенной воздушной и водной среде таких условий для концентрации электричества нет.

Как получить электроэнергию из земли

Поскольку в почве есть и электричество, и электролиты, то её можно рассматривать не только как среду для живых организмов и источник урожая, но и как мини электростанцию. Кроме того, наши электрифицированные жилища концентрируют в среде вокруг себя и то электричество, которое «стекает» чрез заземление. Этим нельзя не воспользоваться.

Чаще всего домовладельцы применяют следующие способы извлечения электроэнергии из грунта, расположенного вокруг дома.

Традиционные источники

Наиболее актуальным для владельцев загородных домов и дачных участков будет вопрос об источнике электричества (читайте также статью » GSM видеонаблюдение для дачи: присматриваем за участком в дистанционном режиме»).

И если ограничиваться лишь традиционными технологиями, то схем энергоснабжения можно выделить всего две:

Подключение к ЛЭП

• Централизованное – участок «запитываем» от проходящей на относительно небольшом расстоянии линии электропередач.
• Автономное – в качестве источника выступает генератор.

Рассмотрим оба варианта более подробно.

• Если говорить об использовании централизованного энергоснабжения, то основным плюсом является достаточно высокая предоставляемая мощность. Так, в этом случае можно даже организовать обогрев дачи электричеством, не разорившись на топливе для генератора.

Присоединение к проводам на столбе

• С другой стороны, сам процесс подключения к ЛЭП связан с весьма утомительными бюрократическими процедурами. Даже в том случае, если провода проложены сравнительно недалеко, на этапе согласования могут возникнуть проблемы.

Обратите внимание! Самовольное подключение к ЛЭП является правонарушением, и при обнаружении подобного факта вам придется заплатить немалый штраф. Также стоит помнить, что выполнять такие работы должны исключительно профессионалы с соответствующим уровнем допуска.

• Аренда дизель — генератора для дачи или покупка такого устройства могут обеспечить вас энергией вне зависимости от расположения участка. Да, эта технология является более затратной с финансовой точки зрения, но так вы можете быть уверены, что свет в доме и на участке не пропадет даже во время непогоды (обрывы проводов, особенно в удаленных районах — не редкость).

Даже компактное устройство может обеспечить освещение целого дома

• Еще один вариант автономного энергоснабжения – монтаж газового генератора. Конечно, цена прибора будет выше, чем у дизельной установки, да и обслуживать его могут только специалисты, но себестоимость киловатта энергии при этом получится существенно ниже.

В итоге оптимальная инструкция будет следующей: если есть возможность – подключаемся к линии электропередач и используем ее мощности, но на всякий случай устанавливаем в доме или сарае генератор с небольшим запасом топлива. Если возможности подключения нет – просто покупаем более производительный генератор, и проектируем электросеть участка с оглядкой на ограничения по производительности установки.

Альтернативные источники

Впрочем, современные технологии позволяют получить электричество на халяву для дачи. Под «халявой» в данном случае имеется полная или практически полная независимость от цен на энергоносители. Конечно, само альтернативное оборудование нужно приобретать, причем за довольно большие деньги, но со временем (от двух до пяти лет) оно окупается, и дальше работает «в плюс».

Фото крыльчатки ветряного генератора на крыше дома

Несколько наиболее эффективных технологий можно выделить, и их особенности мы свели в таблицу:

Методика	Особенности  выработки энергии
Геотермальная	На участке пробуриваем скважину, в которую погружаем зонд с теплоносителем. Поскольку в глубине грунта температура практически постоянна, то при прохождении по зонду охлажденный теплоноситель будет отбирать часть грунтового тепла. Извлеченная энергия может использоваться как для прямого обогрева дома, так и для выработки электричества.
Солнечная	На крыше устанавливаются либо солнечные коллекторы из стеклянных трубок, заполненных теплоносителем, либо солнечные батареи. Как и в случае с геотермальными установками, энергией солнца можно не только обогревать дом, но и питать инвертор для обеспечения электроснабжения.
Ветряная	На крыше дома или на отдельной мачте устанавливаем ветряк, соединенный с генератором. При вращении лопастей вырабатывается электричество, которое аккумулируется в батареях большой емкости и может быть использовано для решения самых разных задач.

Схема работы геотермального генератора

Впрочем, такое бесплатное энергоснабжение является достаточно капризным.

Нет ветра или солнце зашло за тучи на целый день — и придется сидеть в темноте! Вот почему специалисты настоятельно рекомендуют комплектовать подобные установки емкими аккумуляторами, а в качестве резервного источника питания держать как минимум небольшой дизель-генератор.

Способ 1 — Нулевой провод –> нагрузка –> почва

Напряжение в жилые помещения подается через 2 проводника: фазный и нулевой. При создании третьего, заземлённого, проводника между ним и нулевым контактом возникает напряжение от 10 до 20 В. Этого напряжения достаточно для того, чтобы зажечь пару лампочек.

Таким образом, для подключения потребителей электроэнергии к «земляному» электричеству достаточно создать схему: нулевой провод – нагрузка – почва. Умельцы эту примитивную схему могут усовершенствовать и получить ток большего напряжения.

Способ 2 — Цинковый и медный электрод

Следующий способ получения электричества основан на использовании только земли. Берутся два металлических стрежня – один цинковый, другой медный, и помещаются в грунт.

Лучше, если это будет грунт в изолированном пространстве.

Изоляция необходима для того, чтобы создать среду с повышенной солёностью, что несовместимо с жизнью – в таком грунте ничего расти не будет. Стержни создадут разницу потенциалов, а грунт станет электролитом.

В самом простом варианте получим напряжение в 3 В. Этого, конечно мало для дома, но систему можно усложнить, увеличив тем самым мощность.

Способ 3 — Потенциал между крышей и землёй

3. Достаточно большую разность потенциалов можно создать между крышей дома и землёй. Если на крыше поверхность металлическая, а в земле – ферритовая, то можно добиться разницы потенциалов в 3 В. Увеличить этот показатель можно за счёт изменения размеров пластин, а также расстояния между ними.

Это законно?

Да, за это не наказывают электросети, так как мы не будем задействовать фазу. И фактически это не воровство.

Электрические счетчики будут учитывать эту энергию?

Все зависит от типа электросчетчика. Бывают счётчики с одним шунтом (с одним измерительным элементом) – самые распространённые и двух шунтовые (с двумя измерительными элементами). Одно шунтовые как раз не учитываю ноль – так как измерительный шунт у них расположен на фазе.

Сколько электричества можно получить?

Все зависит от количества абонентов в сети и мощности всей проводки. Обычно это где-то 3-10 вольт. Если подключить повышающий трансформатор, то можно зажечь светодиодную лампу. Напряжение после повышающего трансформатора порядка 100-220 В.

Схема

Трансформатор любой от радиоприемника, магнитофона и т.п. Желательно на низкое напряжение 3-9 Вольт вторичной обмотки.
Учтите, что все манипуляции вы используете на свой страх и риск.

Мифы и реальность

Современная наука смогла доказать наличие собственного электромагнитного поля вокруг планеты. Оно не только создает естественные колебания в атмосфере Земли, но и призвано защищать все человечество от воздействия солнечного излучения, пыли и других мелких частиц, которые могли бы попасть из космоса.

С теоретической точки зрения, если разместить один электрод на поверхности грунта, а второй поднять вверх на 500 м, то между ними получится разность потенциалов около 80 В. Если пропорционально увеличить расстояние до 1000 м, то и уровень напряжения должен увеличиться в два раза.

Однако на практике  все получается далеко на так складно:

• Во-первых, электроды должны иметь достаточно большую площадь, из-за чего они будут обладать парусностью и возникнут сложности с их массой и фиксацией на высоте.
• Во-вторых, электромагнитное состояние поля земли непостоянно, поэтому оно во многом зависит от различных факторов и его распределение в пространстве также неравномерно.
• В-третьих, верхний электрод будет главным претендентом на притяжение разрядов атмосферного электричества, что приведет к перенапряжению в генераторе.

Тем не менее, определенные опыты получения бесплатного электричества все же существуют, но их практическая реализация носит скорее экспериментальный, чем предметный характер.

Что можно попробовать сделать?

Но следует быть осторожным, так как некоторые из предложенных вариантов созданы исключительно в качестве коммерческой рекламы и не представляют пользы даже с  теоретической точки зрения. Такие способы предназначены для продажи нерабочих устройств доверчивым соискателям бесплатного напряжения.

Однако, есть эксперименты, позволяющие извлечь электричество, пускай и относительно малого вольтажа.  Среди существующих способов получения электричества из земли мы рассмотрим несколько действительно рабочих вариантов.

Схема по Белоусову

Название метода произошло от фамилии ученного, предложившего такой способ получения электричества из земли. Для этого используется двойное пассивное заземление без каких-либо активаторов, два конденсатора и катушки индуктивности. Схема Белоусова приведена на рисунке ниже:

Рис. 1. Схема получения электричества по Белоусову

Извлечение электричества из земли будет происходить по такому принципу:

• Через цепь двух заземлений постоянно пропускаются высокочастотные разряды, присутствующие в грунте. Но их будет отсеивать индуктивная составляющая первой катушки схемы Тр.1.
• Конденсаторы в схеме подключаются положительными пластинами друг к другу, важно соблюдать эту последовательность, иначе накопление электричества, как в единой емкости не произойдет.
• Ко второй катушке подключается лампочка, которая при наличии электричества покажет, что вам удалось добывать ток. Это своеобразная нагрузка, которую вы можете заменить на любой прибор.

Варианты автономной подсветки гаража

Как уже было сказано, самым лучшим выбором для любых гаражных сооружений будут светодиоды. Они имеют массу преимуществ, среди которых нужно выделить следующие моменты:

• создание равномерного и яркого освещения;
• по интенсивности свечения такой светильник создает световой поток, который приравнивается к дневному свету;
• экономное расходование электроэнергии;
• такие осветительные приборы можно запитать от различных приспособлений (например, от аккумулятора) в ситуации, когда нет источника электричества.

Светодиодное освещение гаража

Наиболее часто для подсветки гаражных помещений используют светодиодные ленты на 12 вольт. С ее помощью можно создать как общее освещение, пустив ленту по периметру сооружения. В такой ситуации свет, исходящий от ленты, будет падать равномерно. С помощью светодиодной ленты можно также создать локальную подсветку полок и стеллажей, а также смотровой ямы.

Обратите внимание! Для подсветки смотровой ямы светильник или светодиодная лента должны приобретаться с высоким классом влагозащищенности. Это связано с тем, что здесь всегда присутствует повышенная влажность из-за плохой вентиляции и отсутствия отопления.

Эти же условия и требования характерны и для подвала. В связи с этим осветительная установка, которая будет использоваться здесь, не должны иметь мощность выше 12 вольт.
О том, что в определенных местах гаража нужно установить влагозащищенный светильник нужно помнить, как при создании автономного освещения, так и при наличии электричества.

Автономная гаражная подсветка и способы ее реализации

В гараже автономное освещение необходимо в ситуации, когда на участке нет электричества или с ним бывают частые перебои. Поэтому, чтобы свет в гараже был всегда, многие автовладельце делают автономное освещение.

Обратите внимание! В гараже можно организовать два типа освещения: от сети питания в 220 вольт и автономную подсветку. При этом автономное освещение в данной ситуации будет уже называться аварийным. Но такой подход актуален только тогда, когда основное освещение уже было сделано ранее, а проблемы с ним появились относительно недавно.

Подсветка гаража

Сегодня существует много способов сделать своими руками автономную подсветку гаража. Наиболее популярными среди автовладельцев являются следующие способы организовать свет в гараже без наличия в нем электричества:

• размещение солнечных батарей;
• установка ветрогенератора;
• покупка бензинового генератора;
• использование аккумулятора;
• садовый светильник;
• филиппинский фонарь.

Для лучшего понимания рассмотрим каждый способ подсветки более детально.

Освещение с помощью солнечных батарей

Сегодня многие люди у себя в частных домах и даже в квартирах устанавливают солнечные батареи. С их помощью можно не только экономить на электроэнергии, но и осветить гараж, в котором нет электричества.

Освещение гаража солнечными батареями

Несмотря на популярность такого способа подсветки, для гаража он вряд ли подойдет по следующим причинам:

• стоимость одной солнечной батареи и ее подключение обойдется в значительную сумму;
• установить такую систему своими руками без помощи специалистов вряд ли удастся;
• сложность системы подключения осветительных приборов и батарей к накопительной аппаратуре (аккумуляторам).

Но один раз потратившись на закупку и установку солнечных батарей, вы получите не только качественную автономную подсветку любого помещения, в том числе и гаража, но и сможете продавать государству избыток электроэнергии, который накопился.
Питать от такой системы можно светильник в 12 вольт. При этом их количество может достигать нескольких штук, что как раз подходит для данного помещения. Если есть потребность в напряжении в 220 вольт, тогда в данную систему нужен преобразователь на 12 вольт или инвертер.

Освещение с помощью ветрогенератора

Для автономного освещения гаража можно использовать самодельный ветрогенератор. Такой ветряк также будет генерировать бесплатное электричество, от которого можно запитать светильник на 12 вольт.

Обратите внимание! Ветряк можно как сделать своими руками, так и купить уже готовое устройство. Однако покупной ветрогенератор обойдется в кругленькую сумму.

Самодельный ветрогенератор

При создании такого типа подсветки необходимо учитывать скорость ветра. В ситуации, если в районе проживания сильные ветры редкость, то такой способ освещения будет малоэффективным. Здесь все затраты, которые пошли на установку ветрогенератора, не окупятся.

Подсветка с помощью бензинового генератора

Вместо ветрогенератора для создания автономной подсветки гаража можно использовать бензиновый или дизельный генератор.

Бензиновый генератор

Применять бензиновый генератор рационально только в том случае, когда проблемы с электричеством носят редкий характер, а свет отключают на непродолжительный период времени. Также его рационально приобрести в том случае, если вы в гараже часто пользуетесь электроинструментами.

Аккумуляторные батареи и их применение

Еще одним способом создать в гаражной постройке автономную подсветку будет подключение светильников к аккумулятору. От аккумулятора можно запитать светильник в 12 вольт.

Автомобильный аккумулятор

При отключении света такой осветительный прибор (рассчитанный на 12 вольт) сможет работать на протяжении 10 часов. Конечно, если до этого аккумулятор был полностью заряжен.
Для подсветки гаража можно использовать запасной автомобильный аккумулятор. С его помощью лучше всего питать светодиодную ленту, которую можно пустить по всему периметру помещений.

Особенности монтажа электросети

Если с источниками все более-менее ясно, переходим к правилам обустройства самой электросети:

Установка электрощитка

• Монтаж проводки и электроприборов в дачном доме вполне можно выполнить и своими руками, а вот подключение к магистрали или генератору лучше доверить специалистам-электрикам.
• На входе в дом обязательно устанавливаем щиток со счетчиком. Также каждую ветку проводов присоединяем к щитку через УЗО – автоматический размыкатель цепи. Использование таких предохранителей способно защитить систему от перепадов напряжения и коротких замыканий.

Совет! Если вы часто бываете в отъездах, то есть смысл обустроить дистанционное включение электричества на даче. Для этого в щитке монтируем специальный модуль с GSM-приемником, который активирует всю систему по сигналу с мобильного телефона. Особенно удобно использовать такой управляемый блок в зимнее время: к вашему приезду отопительные приборы как раз успеют прогреть воздух.

Для защиты от огня провода прокладываем в негорючих каналах

• При использовании генераторов нужно тщательно рассчитывать мощность всех включаемых в сеть приборов. К примеру, обогрев дачного дома электричеством может потребовать установки отдельной генерирующей установки, иначе осенью и зимой придется выбирать: либо у нас работают батареи, либо светят лампочки.
• Дачные дома из блок — контейнеров, каркасные конструкции и бревенчатые здания отличаются высокой горючестью. Чтобы снизить риск пожара, вся проводка должна прокладываться в негорючих, желательно металлических, коробах.

Правильное  заземление  — одно из условий безопасности

• Весьма желательным является также заземление проводов. Для этого каждую ветку системы присоединяем к заземляющему контуру, выведенному наружу. Контур чаще всего представляет собой треугольник из стальных или омедненных стержней, вкопанных в землю и соединенных с домовой электросетью токопроводящим кабелем.

Заключение

Для создания в гараже автономного освещения сегодня существует масса возможностей. Некоторые варианты будут достаточно дорогостоящими, но зато очень эффективными (например, установка солнечных батарей или покупка бензинового генератора), а некоторые более дешевыми, но менее эффективными (например, использование садовых светильников с солнечными батареями). Но если подойти к решению данной проблемы грамотно, то можно из всех имеющихся вариантом подсветки выбрать наиболее оптимальный метод и перестать зависит от электричества, которое подается с перебоями.

Источники

• https://otlad.ru/svet/kak-poluchit-elektrichestvo-iz-zemli/
• https://9dach.ru/kommunikacii/elektrichestvo/478-elektrichestvo-na-dache
• https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/3739-besplatnoe-elektrichestvo-dlya-osvescheniya.html
• https://www.asutpp.ru/elektrichestvo-iz-zemli. html
• https://1posvetu.ru/istochniki-sveta/kak-bez-elektrichestva-sdelat-osveshhenie-v-garazhe.html

[свернуть]

Электричество из земли своими руками: схема для дома

Из года в год стоимость электроэнергии в наших домах и квартирах растет, что заставляет большинство людей задуматься об ее экономии. Но есть и такие, что пытаются всеми возможными способами добыть хоть немного бесплатной энергии, например, электричество из земли. Поскольку число этих людей неуклонно растет, есть смысл рассмотреть вопрос подробнее, что и будет сделано в данной статье.

Мифы и реальность

На просторах интернета есть большое количество видеороликов, где люди зажигают от земли лампы мощностью 150 Вт, запускают электродвигатели и так далее. Еще больше есть различных текстовых материалов, подробно рассказывающих о земляных батареях. К подобной информации не рекомендуется относиться слишком серьезно, ведь написать можно что угодно, а перед съемкой видеоролика провести соответствующую подготовку.

Просмотрев или прочитав эти материалы, вы действительно можете поверить в разные небылицы. Например, что электрическое или магнитное поле Земли содержит океан дармовой электроэнергии, получение которой довольно легко. Правда заключается в том, что запас энергии действительно огромен, но вот извлечь ее вовсе не просто. Иначе никто бы уже не пользовался двигателями внутреннего сгорания, не обогревался природным газом и так далее.

Для справки. Магнитное поле у нашей планеты действительно существует и защищает все живое от губительного воздействия разных частиц, идущих от Солнца. Силовые линии этого поля проходят параллельно поверхности с запада на восток.

Если в соответствии с теорией провести некий виртуальный эксперимент, то можно убедиться, насколько непросто заполучить электричество из магнитного поля земли. Возьмем 2 металлических электрода, для чистоты эксперимента – в виде квадратных листов со сторонами 1 м. Один лист установим на поверхности земли перпендикулярно силовым линиям, а второй – поднимем на высоту 500 м и сориентируем его в пространстве таким же образом.

Теоретически между электродами возникнет разность потенциалов порядка 80 вольт. Тот же эффект будет наблюдаться, если второй лист расположить под землей, на дне самой глубокой шахты. А теперь представьте такую электростанцию – в километр высотой, с огромной площадью поверхности электродов. Кроме того, станция должна противостоять ударам молний, что обязательно будут бить именно по ней. Возможно, это реальность далекого будущего.

Тем не менее получить электричество от земли – вполне возможно, хотя и в мизерных количествах. Его может хватить на то, чтобы зажечь светодиодный фонарик, включить калькулятор или немного зарядить сотовый телефон. Рассмотрим способы, позволяющие это сделать.

Электричество от двух стержней

Данный способ основан совсем на другой теории и никакого отношения к магнитному или электрическому полю Земли не имеет. А теория эта – о взаимодействии гальванических пар в солевом растворе. Если взять два стержня из разных металлов, погрузить их в такой раствор (электролит), то на концах появится разница потенциалов. Ее величина зависит от многих факторов: состава, насыщенности и температуры электролита, размеров электродов, глубины погружения и так далее.

Такое получение электричества возможно и через землю. Берем 2 стержня из разных металлов, образующих так называемую гальваническую пару: алюминиевый и медный. Погружаем их в землю на глубину ориентировочно полметра, расстояние между электродами соблюдаем небольшое, хватит 20—30 см. Участок земли между ними обильно поливаем солевым раствором и спустя 5—10 мин производим измерение электронным вольтметром. Показания прибора могут быть разными, но в лучшем случае вы получите 3 В.

Примечание. Показания вольтметра зависят от влажности почвы, ее природного солесодержания, размеров стержней и глубины их погружения.

В действительности все просто, получившееся бесплатное электричество – это результат взаимодействия гальванической пары, при котором влажная земля служила электролитом, принцип похож на работу солевой батарейки. Реальный эксперимент о разнице потенциалов на электродах, забитых в землю, можно посмотреть на видео:

Электричество от земли и нулевого провода

Данное явление тоже возникает не от магнитного поля Земли, а вследствие того, что часть тока «стекает» через заземление в часы наибольшего потребления электроэнергии. Большинству пользователей известно, что напряжение для дома подается через 2 проводника: фазный и нулевой. Если имеется третий проводник, присоединенный к хорошему заземляющему контуру, то между ним и нулевым контактом может «гулять» напряжение до 15 В. Этот факт можно зафиксировать, включив меж контактами нагрузку в виде лампочки на 12 В. И что характерно, проходящий из земли на «ноль» ток абсолютно не фиксируется приборами учета.

Воспользоваться таким бесплатным напряжением в квартире затруднительно, поскольку надежного заземления там не найти, трубопроводы таковым считаться не могут. А вот в частном доме, где априори должен быть заземляющий контур, электричество получить можно. Для подключения применяется простая схема: нулевой провод – нагрузка – земля. Некоторые умельцы даже приспособились сглаживать колебания тока трансформатором и присоединять подходящую нагрузку.

Внимание! Не идите на поводу у «добрых» советчиков, предлагающих вместо нулевого проводника использовать фазный! Дело в том, что при подобном подключении фаза и земля дадут вам 220 В, но прикасаться к заземляющей шине смертельно опасно. Особенно это касается «умельцев», проделывающих подобные вещи в квартирах, присоединяя нагрузку к фазе и батарее. Они создают опасность поражения током для всех соседей.

Заключение

Извлекать электроэнергию из магнитного поля планеты своими руками – нереально. Описанные выше способы – другое дело, но их практическая ценность невелика. Разве что заряжать телефон во время похода, но тогда придется тащить с собой металлические трубы. Касаемо второго способа надо отметить, что напряжение между землей и нулем появляется далеко не всегда, а если и есть, то очень нестабильно. Прочие методы требуют большого количества меди и алюминия при неизвестном результате, о чем честно предупреждает автор установки, изображенной на рисунке:

Что такое земляная батарея и как она работает?

Фото Маркуса Списке на Unsplash

Среди последних инноваций в области экологически чистой энергии батарея Земли, пожалуй, самая доступная.

Он вырабатывает электричество из почвы и может быть построен кем угодно, используя простые электрические компоненты и инструменты. Нет необходимости в дорогих турбинах или сложных схемах, которые часто требуются в системах возобновляемой энергии. Вы можете построить свои самодельные заземляющие батареи, используя всего несколько медных шипов, оцинкованных гвоздей и медной проволоки.

Если это описание заставляет вас сомневаться в потенциале земной батареи, не сомневайтесь. Земные батареи могут производить до 5 вольт — этого достаточно для питания бытовой электроники, такой как радиоприемники, лампы и мобильные телефоны.

Это одна из самых мощных систем экологически чистой энергии для автономных сообществ и домов. В этой статье мы рассмотрим, что такое земляная батарея и как ее можно построить самостоятельно.

Что такое Земляная батарея?

Земляная батарея представляет собой тип батареи, активируемой водой, которая вырабатывает электрический ток с помощью электрохимических реакций в почве. Состоящая всего из четырех простых компонентов — медных катодов, цинковых анодов, медных проводов и влажного заземления — заземляющая батарея производит достаточно энергии для питания ламп и радиоприемников, находящихся вне сети.

Как и все батареи, он основан на обмене электронами от цинкового и медного электродов для получения электрического тока. Электроды погружены в богатый ионами раствор электролита, где электроны от цинка переходят к меди, генерируя электрический заряд, который мы используем для питания наших электрических устройств.

Но, в отличие от других батарей, в земляных батареях в качестве раствора электролита вместо кислот используется влажная почва или богатый бактериями компост. Органическое вещество при разложении высвобождает электроны, которые могут быть захвачены электродами. Электроны также высвобождаются, когда бактерии поедают органические вещества, например, в компостных кучах.

Это научное открытие может показаться недавним, но оно было сделано еще в 1840-х годах изобретателем по имени Александр Бейн. Бэйн искал дешевый, вездесущий источник энергии для питания телеграфных линий, когда выдвинул гипотезу о потенциальной электрической энергии Земли.

Он поместил цинковые и медные пластины во влажную почву, чтобы проверить свою теорию, и обнаружил, что земля производит электрический заряд, который можно использовать. Хотя этого было недостаточно для питания телеграфных линий, открытие Бэйна стало той искрой, которая породила концепцию земной батареи.

Спустя почти двести лет популярность земных батарей возросла благодаря возросшему общественному спросу на автономные технологии и технологии экологически чистой энергии. Большинство людей строят свои собственные самодельные земляные батареи, как это делала компания Bain, хотя несколько стартапов, занимающихся возобновляемыми источниками энергии, пытались создать прототипы для коммерческого распространения.

Земные батареи могут производить заряд от 1 до 5 вольт, в зависимости от конструкции и типа используемого грунта. Недавние исследования показывают, что земные батареи могут работать как альтернативный или дополнительный источник энергии для энергии ветра и солнца.

Сколько стоит земная батарея?

Земные батареи могут стоить от 10 до более 500 долларов в зависимости от количества энергии, которое вы хотите от них получить.

При установке заземляющих батарей необходимо учитывать только стоимость материалов и оборудования. В отличие от других систем экологически чистой энергии, земные батареи очень легко установить самостоятельно без необходимости нанимать каких-либо специализированных рабочих.

Небольшую заземляющую батарею, например, можно сделать из лотка для кубиков льда, оцинкованных гвоздей и медной проволоки, что будет стоить вам не более 20 долларов. Земная батарея такого размера размером с вашу ладонь и может производить достаточно энергии, чтобы зажечь лампу или запустить часы.

Если вы живете в сельскохозяйственном районе, где легко найти проволочную сетку и навоз животных, вы даже сможете построить батарею заземления всего за 10 долларов.

Для этой земляной батареи требуется ведро с краской, катод из проволочной сетки, анод из графической ткани и грязь, смешанная с навозом, соленой водой и небольшим количеством песка. Он может обеспечить такое же количество заряда, как и аккумулятор для лотка для кубиков льда за 20 долларов.

Для людей, которые хотят построить достаточно большую батарею заземления, чтобы питать свет и небольшие электроприборы в своем доме, бюджета в размере около 500 долларов должно хватить. Это покроет стоимость нескольких медных шипов, оцинкованных гвоздей, дорогостоящих конденсаторов и рулонов медной проволоки.

Вы также можете подумать о приобретении высококачественного вольтметра и пары инструментов для зачистки проводов, чтобы проверить и собрать батарею заземления. Вольтметр стоит около 15 долларов, в то время как приличная пара инструментов для зачистки проводов должна стоить не более 10 долларов.

Все компоненты аккумуляторной батареи можно легко купить в хозяйственных магазинах. Это только почва, которую вам нужно собрать со своего заднего двора или купить в питомнике растений.

Насколько хорошо работают земные батареи?

Из различных конструкций земляных батарей (земляных батарей) наиболее эффективными являются традиционная почвенная земляная батарея и ее новый компостный аналог.

Они работают одинаково, производя электричество в результате обмена электронами, но имеют разные сильные и слабые стороны.

Батарея земли на почве может производить до 5 вольт на одну батарею, что более чем достаточно для питания небольшого электронного устройства с ЖК-экраном, такого как калькулятор, часы или шагомер.

Перенос ионов между медным и цинковым электродами зависит от влаги в почве. Когда почва подсыхает, обычно через 2-3 дня после увлажнения, аккумулятор перестает производить заряд. Повторное смачивание почвы помогает разжечь заряд.

Но как только сама почва истощит все ионы и свойства электролита, земная батарея разрядится. Это когда вам нужно заменить почву свежей партией.

С другой стороны, земляные батареи на основе компоста, часто называемые исследователями микробными топливными элементами (МТЭ), производят электрический ток, когда бактерии разлагают органические вещества в компосте и других типах отходов.

Исследователи обнаружили, что эти земные батареи производят от 0,5 до 1 вольта на одну батарею, что достаточно для питания микрокомпьютера, такого как Gameboy, карманного игрового устройства 19-го века.90-е.

Бактерии помогают высвобождать электроны, пока у них есть пища для расщепления. Пополнение их запасов пищи может поддерживать работу батарей на основе компоста в течение месяцев или лет, пока бактерии питаются и продолжают размножаться.

Единственная проблема с микробными топливными элементами заключается в том, что электроны, испускаемые бактериальной активностью, плохо переносятся на электроды. В результате производимый электрический ток относительно невелик.

Могу ли я самостоятельно собрать земляную батарею?

Каждый может построить земную батарею самостоятельно.

В Интернете есть множество видеороликов и руководств, которые вы можете легко использовать для создания собственной конструкции земляной батареи.

Прежде чем строить земную батарею, вам необходимо подумать о количестве энергии, которое вы хотите получить от нее, и о количестве почвы, к которой вы можете получить доступ. Чтобы запитать несколько ламп в маленьком или среднем доме, вам понадобится большая площадь поверхности почвы, на которой можно собрать систему заземления.

С другой стороны, для небольшой земляной батареи для подзарядки телефонов потребуется всего лишь горсть земли или компоста, наполненного бактериями.

Вам понадобится не более 30 минут, чтобы построить маленькую земную батарею. Строительство больших заземляющих батарей может занять несколько часов, так как вам нужно будет разметить расположение электродов, посадить их и подключить к медным проводам, а затем к вашему дому.

Как установить заземляющую батарею

Чтобы установить заземляющую батарею, сначала нужно решить, где вы хотите ее разместить.

Маленькие заземляющие батареи портативны и работают как в помещении, так и на улице. Их можно установить в нескольких футах от прибора, который будет полагаться на питание от аккумулятора.

Большие заземляющие батареи требуют большой площади почвы и поэтому могут устанавливаться только на открытом воздухе. Наиболее важными факторами, которые необходимо определить перед установкой большой заземляющей батареи, являются необходимое пространство и наличие источника воды рядом с выбранным вами местом.

Это связано с тем, что для хорошей работы наземных батарей требуется постоянно влажная почва. Сток из ирригационной системы или дренажного поля септика может помочь обеспечить необходимое количество воды.

После того, как вы определили место для своей земной батареи, вам нужно построить ее. Для больших систем заземляющих батарей может оказаться полезным установить их как линейные батареи с парами цинковых и медных шиповых электродов, установленных на расстоянии 5-6 футов друг от друга. Это создаст ряд «батарей», которые вытягивают ионы из земли. Лучше поэкспериментировать с тем, что лучше всего работает на вашем объекте.

После того, как вы подключите электроды к медному проводу, вы можете подключить аккумулятор к цепи системы освещения вашего дома.

Такой же процесс установки применим и к небольшим заземляющим батареям. Единственное отличие состоит в том, что вместо того, чтобы втыкать в землю серию электродов, для небольших одноэлементных заземляющих батарей обычно требуется только катод (например, оцинкованный гвоздь или проволочная сетка), анод (например, графитовая ткань) и контейнер, наполненный почвой или компостом.

Установка заземляющей батареи в вашем доме может помочь вам сократить счета за электроэнергию и, возможно, даже сократить выбросы углекислого газа. Это бесплатный источник энергии, который идеально подходит для жизни вне сети, где бы вы ни находились.

Земные батареи — не единственный способ сохранить окружающую среду

Земные батареи — отличный инструмент для уменьшения воздействия на окружающую среду, но не единственный. Вы можете помочь сохранить окружающую среду, осуществляя этичное банковское обслуживание с помощью экологически чистой финансовой платформы, такой как Aspiration.

Компания Aspiration предлагает уникальные финансовые продукты и услуги, которые помогут вам уменьшить выбросы углекислого газа при каждой вашей покупке. Наша программа «Посади свою сдачу», например, округляет каждую вашу транзакцию до ближайшего целого числа и использует лишнюю сдачу, чтобы посадить для вас деревья.

Мы не ссужаем деньги компаниям, работающим на ископаемом топливе. Вместо этого мы помогаем предпринимателям в Америке развивать малый бизнес, который приносит пользу их сообществам. Мы финансовое учреждение, которое ставит наших клиентов и планету превыше прибыли.

Попробуйте Aspire сегодня и заставьте свои деньги работать на благо планеты.

Использование Земли в качестве батареи

Когда вы помещаете цинковый анод и медный катод в контейнер с влажной грязью, два металла начинают вступать в реакцию, потому что цинк теряет электроны легче, чем медь, а грязь содержит ионы. Смачивая грязь, он превращается в настоящий раствор электролита.

Использование Земли в качестве батареи

Лен Кальдероне для | АльтЭнерджиМаг

29.10.19, 08:08 | Хранилище энергии | Лен Кальдероне — пишущий автор

В 1841 году Александр Бейн подтвердил способность влажной грязи генерировать электричество. Земная батарея представляет собой пару электродов, состоящих из двух разнородных металлов, использующих влажную землю в качестве электролита. Чтобы сделать батарею, Бейн закопал пластины из цинка (анод) и меди (катод) в землю на расстоянии около ярда друг от друга. Он выдавал выходное напряжение около 1 вольта.

Когда вы помещаете цинковый анод и медный катод в емкость с мокрым шламом, два металла начинают вступать в реакцию, потому что цинк легче теряет электроны, чем медь, а шлам содержит ионы. Смачивая грязь, он превращается в настоящий раствор электролита. Поэтому электроды начинают обмениваться электронами, как это делает обычная батарея.

 

(Wikimedia Commons)

Если бы электроды соприкасались, при реакции они выделяли бы много тепла; но поскольку их разделяет почва, свободные электроны должны проходить по проводу, соединяющему два металла. Если к завершенной цепи подключен светодиод, у вас есть грунтовая лампа.

Чтобы получить природное электричество, исследователи вбивали в землю две металлические пластины в направлении магнитного меридиана или астрономического меридиана. Более сильные течения текут с юга на север. Это явление влияет на значительную однородность силы тока и напряжения. Поскольку токи Земли текут с юга на север, электроды располагаются, начиная с юга и заканчивая на севере. Во многих ранних экспериментах стоимость была непомерной из-за большого расстояния между электродами.

Было обнаружено, что уровень напряжения увеличивается линейно за счет последовательного соединения нескольких элементов заземляющей батареи, как в промышленной свинцово-кислотной батарее. Ток нагрузки увеличился за счет параллельного соединения заземляющих элементов. Также было обнаружено, что токовая мощность источника увеличивается за счет увеличения площади поверхности электродов, за исключением того, что напряжение на одной ячейке оставалось постоянным независимо от размеров электродов.

Поскольку все обычные металлы ведут себя одинаково, два разнесенных электрода имеют нагрузку во внешней цепи между собой. Они готовятся в электрической среде, и при сообщении энергии среде возбуждаются свободные электроны в среде. Затем свободные электроны текут к одному электроду в большей степени, чем к другому электроду, тем самым вызывая протекание электрического тока во внешней цепи через нагрузку.

Ток течет от той пластины, положение которой в ряду электропотенциалов находится вблизи отрицательного конца. Производимый ток достигает пика, когда два металла наиболее широко отделены друг от друга в ряду электропотенциалов, и когда материал ближе, положительный конец находится на севере, а отрицательный конец — в направлении на юг. Пластины, одна медная, а другая железная или углеродистая, соединены над землей с помощью провода, не дающего большого сопротивления. При таком расположении электроды не подвергаются существенной химической коррозии, даже находясь в земле, залитой водой, и длительное время соединены проводом.

Недостатком является то, что процедура не будет продолжаться вечно. В конце концов, грязь истощит свои электролитические качества, но замена почвы возобновит процесс.

Другой источник, микробные батареи или микробные топливные элементы, уже существовал, но их выходная мощность настолько мала, что они практически не используются для включения света, зарядки сотового телефона, калькулятора, электронных часов, детских игрушек и светодиодов белого света, так как они имеют минимальные энергетические потребности.

Микробный топливный элемент на почвенной основе (Wikimedia Commons)

Это устройство состоит из графитовой ткани (анод), помещенной на дно контейнера, засыпанной почвой, и отрезка проволочной сетки (катода). Электроны образуются, когда микробы поедают отходы в почве. Эти электроны проходят через бактериальную сеть от анода из графитовой ткани через проводящую проволоку, чтобы добраться до катода из проволочной сетки. Светодиод, подключенный к цепи, загорается при протекании тока по цепи.

Начинающая компания Lebone Solutions из Гарварда подсчитала, что топливный элемент площадью 10,7 квадратных футов будет производить 1 ватт, которого хватит для зарядки сотового телефона; площадь в 53,8 квадратных фута могла привести в действие лампу или вентилятор. В большинстве стран мира микробный топливный элемент не был бы эффективным источником энергии. В сельской местности Африки, где нет электросети, такое расположение может иметь значение для зарядки телефона. В настоящее время Лебоне приступает к использованию топливных элементов в нескольких сельских африканских деревнях. При поливе закопанные клетки могут работать месяцами.

Земля состоит из разных материалов. Тяжелые элементы, такие как железо, свинец и золото, опустились в горячие недра, а более легкие элементы, такие как кислород и водород, поднялись на холодную поверхность. Когда тяжелые и легкие элементы соединяются, они реагируют.

Каждая группа элементов реагирует по-своему. Тяжелые элементы отдают электроны, а легкие их собирают. Это наша земная батарея. Горные породы в мантии земли действуют как один электрод, а вода — как второй. Когда в земной коре происходит трещина, горячие камни соприкасаются с водой, и электроны перескакивают с одного на другой. Когда электроны контактируют с водой, образуется водород.

Если есть достаточное количество холодной воды и горячих камней, это обеспечивает достаточно большую батарею, чтобы обеспечить жизнь на тысячи, миллионы или даже миллиарды лет. Тепло из недр Земли быстро рассеивается и не может быть сохранено. Электроны реагируют с молекулами воды с образованием водорода. Водород — это природный аккумулятор. Этот процесс с пользой переносит энергию из ядра Земли на поверхность, где она может быть использована. Микробы эволюционировали, чтобы высвобождать эту энергию контролируемым образом, направляя ее в нужные части клетки для поддержания жизни. Когда ученые обсуждают воду как уникальное и необходимое для жизни явление, вот почему. Извилистые скалы, которые служат пищей для микробов, довольно распространены во Вселенной. Они были обнаружены на астероидах и на Марсе.

Экспериментальные исследования земных батарей очень обнадеживают. Первоначальные результаты использования земных батарей показали разумный потенциал на будущее.

 

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

29.10.19, 08:08 | Хранилище энергии | Лен Кальдероне — пишущий автор

---

Другие статьи по хранению энергии | Истории | Новости

Автор: tom hud 13.07.22, 11:05

Отличная информация, спасибо. Буду ли я прав, если скажу, что эта энергия на самом деле вовсе не из земли, а исключительно из реакции между анодом и катодом? и если это так, то это продлится только некоторое время, так как скоро цинк исчезнет с анода? и если это правильно, есть ли способ создать постоянный анод?

Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем вы сможете оставить комментарий. Войти сейчас.

Рекомендуемый продукт

HPS EnduraCoilTM Трансформатор среднего напряжения с литой изоляцией

HPS EnduraCoil — это высокопроизводительный трансформатор с литой изоляцией, разработанный для многих требовательных и разнообразных приложений с минимальными затратами на установку и техническое обслуживание. Катушки изготовлены из эпоксидной смолы с минеральным наполнителем, армированы стекловолокном и отлиты для обеспечения полной пропитки смолой без пустот по всей системе изоляции.