Bisakah Anda memanen energi listrik dari udara?

Saya menemukan sebuah situs web baru-baru ini tentang memanen energi dari udara, dan saya bertanya-tanya apakah seseorang dapat memberi tahu saya mengapa hal berikut ini tidak berhasil?

"Generator" mereka seharusnya menghasilkan listrik dari ionosfer (bukan UV, X-Ray, dll). Beberapa mengklaim itu bisa merobohkan tagihan listrik Anda secara total (versi yang lebih besar, bukan contoh ini). Dari apa yang saya mengerti, ini mungkin (ditemukan oleh Nikola Tesla), namun diagram ini sepertinya tidak akan berfungsi. Bantuan apa pun akan dihargai.

Contoh dari situs web:

Anda membutuhkan:

• (4) 1N34 germanium diode
• (2) 100 µF 50 V kapasitor elektrolit
• 0,2 µF 50 V kapasitor keramik

Berikut adalah diagram kelistrikan yang mereka sediakan:

Dan mereka mengklaim memberi daya ponsel dengan itu. Saya tidak yakin antena jenis apa yang digunakan.

Walaupun ini kelihatannya palsu, saya baru saja menemukan situs web ini dan mencari info lebih lanjut tentang fisika di baliknya.

Mungkin paten Teslo menjelaskan hal-hal yang lebih baik, jadi ini dia: Patent 685958.pdf

Menemukan sesuatu: Ini adalah halaman yang menjelaskannya. Energi bebas Nikola Tesla: mengungkap Rahasia Terbesar

Untuk menjawab pertanyaan awal "Apakah penemuan energi gratis Nikola Tesla ...", Tesla tidak pernah membuat "perangkat energi bebas". Namun, salah satu gagasannya adalah sistem untuk secara sengaja mengirimkan daya secara nirkabel . Perusahaan listrik tidak dengan sengaja memancarkan energi (karena itu murni kerugian bagi mereka).

Selain itu, Nikola Tesla adalah salah satu insinyur listrik sejati pertama, mengambil kekuatan yang misterius dan sulit dipahami dan mengubahnya menjadi solusi yang dapat dijual. Meskipun tidak ada keraguan bahwa ia brilian, insinyur revolusioner ini akan dengan cepat memberi tahu Anda bahwa jika Anda ingin memanen medan listrik yang terjadi secara alami (bukan yang ia pancarkan dengan sengaja), ia akan membutuhkan antena (atau sejumlah array) dalam skala besar. .

Mengenai dokumen yang Anda tautkan:

Bab 4 - Perangkat Energi Radiant Tesla

Bab ini membahas paten oleh Tesla yang membahas menggunakan efek fotolistrik baik melalui "sinar ultra-violet [...] dan sinar Roentgen [sinar-X]" untuk menghasilkan muatan positif dengan mengeluarkan elektron, atau sinar katodik untuk menangkap elektron dan menghasilkan muatan negatif.

Meskipun Anda mungkin dapat menggunakan efek fotolistrik dari UV matahari pada logam, dengan sangat hati-hati, Anda akan mendapatkan arus kecil yang luar biasa, tentu saja jauh lebih sedikit daripada yang Anda dapatkan dengan sel foto volta (surya). Sel PV menggunakan efek fotolistrik, tetapi dalam semikonduktor.

Bab 5 - Kumparan Tesla

Kumparan Tesla pada dasarnya adalah antena yang dapat memancarkan dan menerima banyak daya. Untuk benar-benar menangkap jumlah yang cukup besar, lebih banyak lagi yang harus disiarkan pada panjang gelombang tertentu di mana koil disetel. Karena disetel, mereka tidak dapat menangkap noise broadband

Simulasi SPICE:

Bogus Tesla Generator
Vin 1 0 0 SIN(0 1 34k 1ns 1e10)
C1  1 3 0.2u
C2  1 2 0.2u
C3  4 6 100u
C4  5 4 100u
D1  3 4 Dgermanium
D2  4 2 Dgermanium
D3  6 3 Dgermanium
D4  2 5 Dgermanium
RL  5 6 10k
.model Dgermanium D IS=200p RS=84m N=2.19 TT=144n CJO=4.82p M=0.333 VJ=0.75 EG=0.67 BV=60 IBV=15u
.control
delete all
tran 600u 60
plot V(5,6)
.endc
.END

34kHz dipilih untuk analisis sementara hampir secara sewenang-wenang , tetapi analisis AC-lah yang menceritakan kisah tersebut.

Vin: sinyal 1Vpp 34kHz, tanpa beban:

_{(sumber: tyblu.ca )}

Vin: sinyal 1Vpp 34kHz, beban 10kΩ:

_{(sumber: tyblu.ca )}

Mari kita periksa respons AC, mulai dari 0,1Hz hingga 1GHz, sekali lagi dengan beban 10kΩ:

_{(sumber: tyblu.ca )}

Itu semua mengambang, katamu? Nah, inilah hasil dengan simpul 4 membumi:

_{(sumber: tyblu.ca )}

_{(sumber: tyblu.ca )}

_{(sumber: tyblu.ca )}

Meskipun 1Vpp besar untuk mengambang, apa yang terjadi ketika itu besar, seperti berdiri di depan pemancar gelombang mikro? (Selain tutup pemblokiran meledak.)

Vin 1 0 SIN(0 10k 34k 1ns 1e10)

_{(sumber: tyblu.ca )}

_{(sumber: tyblu.ca )}

Dan dengan simpul 4 ground:

_{(sumber: tyblu.ca )}

_{(sumber: tyblu.ca )}

Tidak ada'. Kira itu tidak berhasil. Segala koreksi atau saran sangat dihargai. Code kompatibel dengan Berkeley Spice3, tetapi sebenarnya tidak cocok untuk apa pun, termasuk barang dagangan.

"Udara" penuh dengan medan listrik. Ketika saya menyentuh probe lingkup saya dengan jari saya, saya bisa melihat gelombang sinus 50Hz 6Vpp. Masalahnya adalah bahwa antena Anda (jari Anda atau apa pun) tidak menangkap energi serius dari medan: setelah Anda memuat tegangan yang terdeteksi, ia hampir tidak ada. Sama dengan rangkaian dalam pertanyaan Anda. Jadi, listrik ya, energi listrik tidak.

Energi yang disimpan dalam kapasitor sama dengan 1/2 * C * V ^ 2. Ini berarti bahwa untuk jumlah energi yang sama tegangan di atas kapasitor berkurang dengan meningkatnya kapasitas. Jadi, jika Anda ingin menggunakan kapasitor 10uF bukan 1nF tegangan hanya akan 1% dari nilai awal Anda, dan kemungkinan besar terlalu rendah untuk mengatasi penurunan tegangan dioda, bahkan untuk dioda germanium. BTW, germanium tidak akan membantu, karena penurunan tegangan hampir setengah dari dioda silicium. Solusinya adalah dioda timah, yang memiliki drop tegangan yang dapat diabaikan. Anda harus mendinginkannya hingga puluhan derajat di bawah nol, namun ...

Apa itu mungkin? Iya. Tetapi kecuali jika Anda berbicara tentang 'menerima' sumber buatan manusia seperti stasiun siaran terdekat atau saluran listrik, dan bahkan saat itu bersamaan dengan antena penerima yang besar, itu tidak praktis sebagai cara untuk mendapatkan lebih dari sejumlah kecil daya . Tetapi jumlah kecil bisa cukup untuk radio kristal, atau untuk memberi daya pada sirkuit mikro yang mentransmisikan sinyal yang sangat lemah.

Untuk sebagian besar keperluan pembangkit listrik, Anda akan mendapatkan pesanan lebih banyak pengembalian investasi dari fotovoltaik atau turbin angin.

Untuk menjawab pertanyaan dalam judul Anda, "Bisakah Anda memanen energi listrik dari udara?", Ya, Anda bisa.

Bisakah Anda melakukannya secara efisien dan benar-benar menjadikannya produk yang dapat dipasarkan? Jika seseorang telah melakukannya, tidakkah Anda berpikir itu akan menjadi berita dan menjadi sangat populer?

Misalkan sirkuit yang Anda tampilkan berfungsi. Saya tidak tahu apakah itu akan terjadi, tetapi tampaknya paling tidak Anda dapat memanen energi dalam jumlah kecil dari kebisingan listrik di udara. Seberapa kecil itu kecil?

Rangkaian yang Anda tunjukkan memiliki 4 kapasitor - dua tutup 100 uF dan dua yang berukuran 500x lebih kecil. Mari kita abaikan yang kecil, karena tidak digunakan untuk penyimpanan, seperti yang ditunjukkan David Cary dalam komentar. Berapa banyak energi yang dapat mereka tahan pada tegangan puncak 50 V?

Kapasitas energi kapasitor adalah 0,5 * C * V ² joule. Kami memiliki 2 diantaranya, sehingga energi totalnya hanya C * V ² joule. Mengganti angka sebenarnya, yaitu 100 * 10 ^-6 * 50 * 50 = 0,250 joule. Kita berbicara tentang listrik, jadi mari kita ubah itu menjadi satuan kWh, yang merupakan cara utilitas listrik mengukur energi. 0,250 joule adalah 7 * 10 ^-8 kWh, yaitu 0,00000007 kWh. Di AS, biaya satu kWh sekitar $ 0,10, jadi ini bernilai sekitar $ 0,000000007. Jika saya memiliki angka nol dengan benar, sirkuit itu (dengan asumsi itu bekerja dengan sempurna) dapat menyimpan energi maksimum sekitar 7 milyar dolar .

Tentu saja, dengan menghubungkan rangkaian ke baterai ponsel, Anda akan membatasi tegangan kapasitor pada 3 V, atau apa pun tegangan baterai. Dalam hal ini, kapasitor tidak benar-benar berfungsi untuk tujuan apa pun karena kapasitas penyimpanannya dikerdilkan oleh baterai, dan kapasitor juga memungkinkan kebocoran arus balik juga.

Berita buruknya adalah jika Anda melepas kapasitor, yang tersisa hanyalah beberapa dioda. Ini sebenarnya praktik umum untuk meletakkan dioda dalam konfigurasi ini saat mengendarai beban induktif seperti motor untuk mengurangi lengkungan ketika motor berhenti; mereka disebut "flyback" atau "dioda freewheeling".

Sayangnya, saya dapat mengatakan dengan otoritas bahwa jika Anda membiarkan baterai asam timbal duduk di garasi Anda hanya dengan dioda flyback terhubung, itu tidak akan mengisi sendiri. Dengan baterai asam timbal, mereka akhirnya menjalani proses yang dikenal sebagai sulfasi, yang berarti mereka berhenti menerima muatan. Dalam jangka panjang, Anda harus memasukkannya ke dalam bagasi dan membawanya ke tempat pembuangan limbah rumah tangga yang berbahaya pada Sabtu pagi.

Saya akan tetap dengan tagihan listrik, terima kasih.

Perangkat Energi Radiant sebenarnya berbeda dari yang Anda gambarkan. 'Antena' sebenarnya adalah pelat logam terisolasi (sangat) besar yang terangkat ke ketinggian tinggi (paling dekat dengan ionosfer) saat diisolasi dari tanah, dan ditambatkan melalui kawat tembaga sampai ke tanah. Dengan asumsi bahwa ionosfer bermuatan positif berkat "sinar kosmik", dan tanah bermuatan negatif, perbedaan potensial ada beberapa ratus ribu volt. Tetapi energi ini statis dan tidak akan bekerja seperti apa adanya. Untuk itu, Tesla mengusulkan menghubungkan kabel ke kapasitor yang sangat besar yang kemudian mengisi muatan ke beberapa bentuk perangkat osilasi atau switching yang dapat menghasilkan pekerjaan yang dapat digunakan, sebelum mengirimnya ke tanah.

Ini seperti perangkat yang dapat memanen baut petir, bahkan ketika hambatan udara tidak cukup rendah untuk memungkinkannya secara alami (seperti saat badai).

Apa itu mungkin? Saya tidak melihat alasan mengapa tidak. Apakah ini energi gratis? Iya. Tapi begitu juga minyak jika Anda memiliki sumur minyak. Istilah energi 'Gratis' sangat menyesatkan. Masalah dengan minyak adalah bahwa itu tidak terbarukan. Jadi nama yang lebih baik untuk Radiant Energy Harvester milik Tesla akan menjadi sumber 'energi terbarukan' yang tidak terbatas.

Tetapi sekali lagi, Solar, angin, pasang surut dan panas bumi adalah sumber energi yang dapat diperbarui dan sangat mapan dan cukup murah untuk dibangun dan dioperasikan. Intinya adalah kita tidak benar-benar membutuhkan "Sumber Energi Gratis yang disimpan oleh korps minyak besar dari kita semua". Sumber-sumber itu sudah ada di sana dan tidak ada yang menyimpan apa pun dari siapa pun. Yang kita butuhkan adalah lebih banyak undang-undang dan insentif untuk berinvestasi lebih banyak ke dalam penelitian untuk mengoptimalkan dan mengembangkannya lebih lanjut dalam pemanenan (dan terutama teknik penyimpanan).