Tạo năng lượng từ một tụ điện trên biển

Trước hết xin lỗi về tiếng Anh của tôi, đó không phải là tiếng mẹ đẻ của tôi.

Báo cáo vấn đề:

Một tụ điện hình trụ được đặt ở biển để khi sóng đến (nước dâng lên), nước trở thành tụ điện, khi sóng truyền qua (nước đi xuống) không khí trở thành điện môi. Vì vậy, bây giờ khi nước ở mức cao nhất, tôi gắn pin vào tụ điện.

Khi nước chảy xuống, tôi tách tụ điện ra khỏi pin, điều này tạo ra một hệ cô lập trong đó điện tích không đổi và có thể thay đổi sự khác biệt tiềm năng giữa các bản tụ.

Lực hấp dẫn làm cho nước ở giữa các bản tụ giảm xuống, và do đó nó làm giảm điện dung của tụ. Hằng số điện môi của nước khá cao (khoảng 81) và sự thay đổi điện dung cũng khá cao.

Điện tích vẫn giữ nguyên nhưng sự khác biệt tiềm năng giữa các bản tụ đã tăng lên. Điều này có nghĩa là năng lượng trong hệ thống đã tăng lên. Vì vậy, tôi đã tìm ra cách thu hoạch năng lượng từ chuyển động của sóng mà không cần cơ thể di chuyển .... nhưng ....

Giải thích tại sao hệ thống này trong thực tế không thể thực sự hoạt động.
Hãy suy nghĩ về cách làm cho nó hoạt động (ngay cả khi hiệu suất giảm, làm thế nào để tụ điện ở cùng độ cao không được xem xét).
Ước tính bao nhiêu năng lượng có thể được tạo ra từ một thiết bị như vậy.

Nỗ lực giải pháp

Tôi nghĩ rằng điều này không hoạt động vì nước biển không được chưng cất có nghĩa là nó dẫn dòng điện. Vì vậy, bây giờ có một dòng điện chạy qua các bản tụ mà tôi nghĩ sẽ làm hỏng bản thân tụ điện. Hoặc có thể pin sẽ bị hỏng vì tụ điện có nước biển bên trong bị đoản mạch?

Để làm cho nó hoạt động tôi nghĩ rằng người ta sẽ cần phải đặt nước cất vào tụ điện hoặc vật liệu cách điện khác và làm cho nó đi lên và xuống tụ điện nhờ chuyển động của sóng.

Tôi hoàn toàn không biết làm thế nào để ước tính bao nhiêu năng lượng có thể được tạo ra từ một thiết bị như vậy.

Nếu tôi không nhầm năng lượng trong một tụ điện hình trụ được tính như sau:

Bạn = = \frac{1}{2} C Δ V^{2}

$U = \frac{1}{2}C\Delta V^2$

Vì vậy, tôi nghĩ về việc tính toán

Uw = energy when the capacitor is filled with water

và sau đó

Ua = energy when the capacitor is filled with air

và sau đó làm

Uw-Ua = energy generated by the device

Nhưng tôi không chắc điều này đúng.

Bạn nghĩ sao?

capacitor

— Maial
nguồn

Âm thanh như một mô hình hoàn hảo cho một scam Kickstarter.

— winny

Nước cất hoặc điện cực cách điện.

— JRE

Nhưng, như tôi nhớ, năng lượng được lưu trữ trong các tấm. Thay đổi điện môi sẽ thay đổi điện áp nhưng không thay đổi năng lượng (tôi nghĩ vậy.) Ngoài ra, bạn sẽ phải bắt đầu với các tụ điện tích điện. Bạn phải cẩn thận không xả quá nhiều tụ điện khi thu năng lượng.

— JRE

Nguyên lý hoạt động, rất nhiều ghi chú vật lý trên web liên quan đến công việc được thực hiện loại bỏ / chèn một chất điện môi từ một tụ điện tích điện. Vấn đề liên quan đến nước biển có thể được giải quyết bằng cách sử dụng bộ đệm cơ học. Thay vì nước biển, sóng sẽ đẩy / kéo nước cất giữa các tấm (ý tưởng chung). Sau đó, bạn có thể đối phó với những điều mơ hồ của đại dương, giống như các trang trại gió đối phó với gió. Đối với lượng năng lượng được trích xuất, đó là liên quan đến ứng dụng của bạn.

— isdi

Các tấm sẽ bị ướt trong khi sóng giảm, vì vậy sẽ mất một thời gian tương đối dài trước khi điện dung rơi ra. Cảm giác ruột của phút ít nhất là trước khi thay đổi đáng kể về điện dung. Trong khi đó, chu kỳ của sóng là khoảng 5-10 giây, do đó sẽ không có sự khác biệt lớn giữa cao và thấp. Nhưng +1 cho một bài viết và mô tả tuyệt vời.

— Criggie

Vâng, bạn có thể chuyển đổi năng lượng sóng thành năng lượng điện theo cách này (nhưng nó không hiệu quả khủng khiếp - có nhiều cách tốt hơn để trích xuất năng lượng từ sóng).

Hai phương trình bao gồm những gì bạn đang đề xuất. Đầu tiên là mối quan hệ giữa điện tích, điện dung và điện áp:

Q = = C \cdot V

$Q = C \cdot V$

Thứ hai là mối quan hệ giữa năng lượng, điện dung và điện áp:

E = = \frac{1}{2} C \cdot V^{2}

$E = \frac{1}{2}C \cdot V^2$

Bắt đầu bằng cách sạc điện cho một tụ điện chứa đầy nước, và sau đó loại bỏ nước. Phương trình đầu tiên cho chúng ta biết rằng nếu điện dung giảm theo hệ số 81, thì điện áp phải tăng theo cùng một hệ số, bởi vì tại thời điểm này, điện tích không thể đi bất cứ đâu.

Nhưng phương trình thứ hai nói rằng nếu tụ điện có một lượng năng lượng nhất định với nước trong đó, thì sau đó, nó có gấp 81 lần! Điện dung giảm theo hệ số 81, nhưng tăng theo hệ số 81 ² . E phải tăng theo hệ số 81 để giữ cho phương trình cân bằng. $V^2$

Năng lượng này đến từ đâu? Phải mất công vật lý để loại bỏ một chất điện môi từ một tụ điện tích điện. Trong trường hợp này, năng lượng tiềm năng của khối lượng nước trong tụ bị giảm khi trọng lực kéo nó ra trong phần thấp của sóng. Và khi đỉnh tiếp theo xuất hiện, năng lượng trong sóng đẩy nước ngược lên trọng lực.

Khi bạn đặt số thực, số vật lý vào các giá trị cho C và V mà bạn có thể làm việc thực tế, bạn sẽ sớm nhận ra rằng năng lượng (năng lượng mỗi lần) mà bạn có thể trích xuất là rất nhỏ.

— Dave Tweed
nguồn