...Один опыт я ставлю выше,
рожденных только воображением.
...Ленивый человек в бесчестном покое
сходен с неподвижною болотною водою,
которая, кроме смраду и презренных
гадин, ничего не производит
...Ежели ты что хорошее сделаешь с трудом,
труд минется, а хорошее останется,
а ежели сделаешь что худое с услаждением,
услаждение минется, а худое останется.
...Наука есть ясное познание истины,
просвещение разума, непорочное увеселение жизни,
похвала юности, старости подпора, строительница градов,
полков, крепость успеха в несчастии,
в счастии -- украшение, везде верный и безотлучный спутник.
Михайло Васильевич Ломоносов
В необъятном Космосе, среди миллиардов различных миров, среди бесчисленного количества самых разнообразных планет, летит и наша, такая крохотная, беззащитная и прекрасная планета Земля.
Люди, живущие на этой планете, т.е. мы с вами, также являемся жителями не только этой маленькой и прекрасной планеты, но и, -- Космическими жителями.
Этот факт, принадлежность к Космическому сообществу, в свою очередь, накладывает на нас определённые обязательства не только по отношению к самим себе, своим ближним, но и по отношению к планете, и всему Космическому сообществу.
Во все времена, лучшие представители человечества старались облегчить земную физическую жизнь человека. Только тот, кто ставил перед собою эту благородную цель, совершал научные открытия несущие благо всему человечеству и окружающей природе. Только благодаря этим светлым и великим умам, современное человечество, уже не задумываясь откуда, что и как берётся, в повседневной жизни запросто пользуется водопроводом, электричеством, телефонией, телевидением и т.д. и т.п.
И воистину, невозможно открыть, что-либо ценное тому человеку, который во главу угла своей жизни ставит лишь достижение материального благосостояния. Именно это нам наглядно показывает и доказывает вся история человечества. Действительно, физически невозможно, чтобы у такого человека, который живет только физическими потребностями, только стремлением к материальному благосостоянию, не взирая на своих ближних, на планету и на сам Космос, ум остался живым, способным к научным открытиям, несущим благо всему человечеству.
Однако, совсем иначе обстоит дело с лучшими представителями человечества. Ни на один день не прекращают они свою научно-творческую деятельность в различных сферах жизни, с целью открытия чего-либо нового или улучшения уже созданного, для блага всего человечества, планеты, Космоса.
Одной из таких сфер жизни является энергетика. Смело можно сказать, что энергетика является неотъемлемой частью самой основы жизни.
И воистину, с древнейших времён и по сей день человек использует энергию.
Раньше использовался просто огонь, затем, открывались всё новые и новые возможности. И, наконец, сегодня, основным видом энергии, которым пользуется человек, является -- электрическая энергия. Даже для добычи и переработки угля, нефти, газа и т.д. требуется электричество.
Ни у одного образованного человека не вызывает сомнения тот факт, что без электрической энергии современная жизнь была бы невозможной. Более того, с каждым годом потребность в электрической энергии всё возрастает и возрастает. Только за последние пятьдесят лет потребление электроэнергии увеличилось в четыре раза.
Поэтому и в этой области неустанно идёт научно-творческий поиск всё новых и новых решений не только для удовлетворения растущей потребности человечества, но и с целью природной, экологической безопасности. Сама природа ежедневно напоминает нам об экологической безопасности и ненавязчиво указывает нам путь к развитию чистой энергетики.
Одно из таких экологически чистых и возобновляемых энергетических направлений есть направление называемое -- солнечная энергетика, а именно -- фотовольтаика,-- солнечные электростанции.
Солнечные электростанции состоят из солнечных батарей, аккумуляторов, инверторов и другого необходимого оборудования.
Солнечная батарея -- несколько объединённых фотоэлементов -- напрямую преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.
Фотовольтаика -- метод выработки электрической энергии путём использования фоточувствительных элементов для прямого преобразования солнечной энергии в электричество.
Фотоэлемент -- электронный прибор, который напрямую преобразует энергию фотонов в электрическую энергию.
Первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, создал в конце XIX века русский физик Александр Григорьевич Столетов.
На сегодняшний день существует и развивается несколько направлений солнечных электростанций:
Индивидуальные(частные) солнечные электростанции малой мощности
Коммерческие солнечные электростанции малой и средней мощности
Промышленные солнечные электростанции
В отличие от других экологичных и возобновляемых направлений, солнечная энергетика имеет свой немаловажный плюс, а именно, -- она мобильна. Т.е. любой человек, имеющий свою солнечную электростанцию, покрывающую нужду одного человека в энергии, может сложить её и легко переместить в любое другое место.
Ещё одним немаловажным плюсом солнечной энергетики является её бесшумность(нет ни одного движущегося механизма) и, конечно же, эстетичность.
И ещё одним очень значимым плюсом является то, что всего небольшой процент от всех солнечных дней способен снабдить человека энергией на целый год. Главное здесь то, что надо уметь правильно собрать эту энергию и сохранить. Использование всего лишь 0,0125% энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики.
Имея солнечную батарею, практически любой человек может получить свой собственный, независимый ни от кого источник электроэнергии. Если при этом присоединить к солнечной батарее аккумулятор, можно накапливать излишки энергии, тем самым обеспечивая себя электроэнергией и в ночное время, и в ненастный день. Добавив инвертор можно преобразовать постоянную электрическую энергию, производимую солнечными элементами, в переменную. Таким образом, если приобрести солнечные панели, аккумуляторы и инвертор, мы получим самую настоящую собственную солнечную электростанцию.
Причём электростанцию, которая способна обеспечить нас двумя видами электрической энергии одновременно -- постоянной и переменной.
Это также является немаловажным плюсом солнечных электростанций. Например, для отопления мы можем напрямую использовать постоянное электричество, что значительно удешевляет эту потребность, так как отпадает необходимость в дополнительных электронных устройствах.
Эффективность солнечной электростанции зависит, если не брать в расчёт природные факторы, как уже упоминалось выше, больше всего от двух технических факторов.
Первый фактор, умение принять и преобразовать солнечную энергию в электрическую энергию.
Второй фактор, умение сохранить принятую и преобразованную солнечную энергию.
Что касается первого фактора -- умения принять и преобразовать, то на сегодняшний день эффективность солнечных панелей(фотогальванических элементов) находится в пределах 25 %.
Официальная наука нам сообщает:
Максимальный поток солнечного излучения на экваторе составляет всего 1020 Вт/м«. Среднесуточные показатели будут ещё ниже(примерно в три раза) из-за того, что происходит смена дня и ночи, а также изменения угла наклона солнечного потока. Зимой эти показатели уменьшаются ещё примерно в два-три раза.
Давайте 1020 Вт/м« разделим на три(это смена дня и ночи) и получим летним днём 340 Вт/м«.
Если эту цифру разделим ещё на три, то получим зимним днём всего 113 Вт/м«.
Казалось бы не очень это много, тем более по сравнению, например, с ветроэнергетикой. Однако не спешите с выводами. Именно здесь, на уровне принятия энергии мною и совершенно новое научное открытие, и новое изобретение, которые позволяют в разы поднять эффективность солнечных электростанций и в разы сократить их площади. Но об этом чуть позже.
Что касается второго фактора, хранения энергии, то здесь всё гораздо лучше. Лучше, но не идеально. Поэтому, в этом направлении мною также было совершено новое изобретение, которое позволяет улучшить фактор хранения энергии.
Экономическая эффективность солнечной электростанции может быть измерена вольт-амперной характеристикой, т.е. сколько киловатт электрической энергии она производит и сколько надо потратить денежных средств на её приобретение.
И вот, именно здесь, начинается самое интересное.
Чуть выше мы уже ознакомились с тем, что нам говорит официальная наука.
Теперь, давайте проведём практический эксперимент.
Возьмём один солнечный элемент из монокристаллического кремния. Его стандартные характеристики такие, т.е. что он способен максимально выдать:
Вольты - 0,5
Амперы - 5,2
Ватт - 2,6
Размеры - 12,5 см на 12,5 см
(квадрат со скошенными углами см. на фото)
В летний, солнечный, с лёгкой облачностью день, на улице, я замерил показания и вот что получилось:
Вольты - 0,5
Амперы - 3,4
Ватт - 1,7
Таким образом, на 156,25(12,5х12,5) квадратных сантиметрах, мы получили 1,7 ватта.
Один квадратный метр это 10000 (десять тысяч) квадратных сантиметров.
Значит, с одного квадратного метра мы бы получили 10000 разделить на 156,25 = 64. 64х1,7=108,8 ватт.
Теперь я взял другой солнечный элемент.
Его характеристики:
Вольты - 5,0
Амперы - 45 mA
Ватт - 0,225
Размеры - 6 см на 4 см. или 24 квадратных сантиметра.
Получил:
Вольты - 5
Амперы - 45 mA
Ватт - 0,225
С одного квадратного метра мы бы получили: 10000 делим на 24 = 416 х 0,225 = 93,6 ватт.
Вроде бы всё правильно и всё сходится.
Но!
Это получается только тогда, когда мы оперируем только математикой, не обращая внимания на реальность.
А что в реальности?
В реальности у нас есть вольты и амперы, из которых мы получаем ватты.
Теперь давайте померим ещё раз, но правильно.
Итак, на 156,25 квадратных сантиметрах мы получили 0,5 вольта и 3,4 ампера. На одном квадратном метре таких элементов поместится примерно: 100 разделить на 12.5 = 8 8 х 8 = 64 штуки.
И вот из этих 64 элемента, КАЖДЫЙ, выдаёт по 0,5 вольта и 3,4 ампера.
Если соединим эти элементы последовательно или параллельно, мы всё так же получим 108,8 ватт.
Теперь давайте сломаем один большой элемент и замерим показатели сломанных кусочков. Сколько получится кусочков, когда мы произвольно сломаем один солнечный элемент, не важно.
Когда мы произвольно сломаем солнечный элемент, у нас получатся кусочки совершенно разных размеров. Сделав замеры, увидим, что эти кусочки выдают разные показатели по амперам и совершенно одинаковые показатели по вольтам. Они все, не зависимо от размера, покажут 0,5 вольта.
Таким образом, мы, из практики, видим, что каждый квадратный сантиметр приносит нам 0,5 вольта. Мельче я не ломал, поэтому пока это останется базовой величиной. В квадратном метре 10000 квадратных сантиметров.
Значит, соединив элементы последовательно, с поверхности в один квадратный метр, практически, можно получить 10000 х 0,5 = 5000 Вольт.
Запомним эту цифру 5000(пять тысяч) Вольт.
Сколько же реально ампер можно получить с поверхности в один квадратный метр?
Для проверки этого вопроса ломать ничего не надо.
Почему?
Потому что, когда снимали замеры со сломанных частей, то, чем меньше была часть, тем меньше она выдавала ампер. Значит, чем меньше площадь, тем меньше получаем ампер.
Поэтому нам надо взять базовое значение 5,2 Ампера одного солнечного элемента с размерами 12,5 см на 12,5 см.
В одном квадратном метре таких элементов поместится 100 см, делим на 12,5 см = 8 и умножаем на 8 = 64. Так мы находим, что в одном квадратном метре солнечных элементов с размерами 12,5 см поместится 64 штуки.
Далее 64 штуки мы умножим на 5,2 Ампера и получим(примерно) 332,8 Ампера.
Вуаля!
Таким образом, практически, мы видим, что если мы соединим солнечные элементы параллельно, то с одного квадратного метра мы получим(примерно) 332,8 Ампера.
Так сколько же мы можем реально, а не математически, получить с одного квадратного метра электрической энергии преобразованной из солнечного света?
Для того, что ответить на этот вопрос нам надо взять пол квадратных метра с Вольтами, что составит 2500 Вольт и пол квадратных метра с Амперами, что составит 166,4 Ампера. Далее, нам надо 2500 Вольт умножить на 166,4 Ампера, и мы получим 416 кВт•ч.
Итак, реально, а не математически-гипотетически, с одного квадратного метра мы можем получить примерно 416(четыреста шестнадцать) киловатт в один час!
При этом, это всего-навсего 25% от возможной энергии в связи с низкой эффективностью солнечных элементов. Однако технологии идут вперёд.
Так много это 25% или мало?
Для сравнения скажу, что моё месячное потребление электроэнергии составляет 300-350 кВт. Значит, в сутки я потребляю: 300 делим на 30 дней = 10 кВт. А в час я потребляю 10 кВт делим на 24 часа = 0,416 кВт•ч Понимаем, что это потребление происходит неравномерно. Однако это уже другой вопрос.
Вот вам и мало!
Всего за один час, с одного квадратного метра, правда, при идеальных условиях, можно получить больше, чем я потребляю за месяц!
Ладно, давайте подставим те цифры, которые получены мною при реальном замере.
Итак, вольты мы всё равно получим 2500. А Амперы, у нас было 3,4, умножаем 3,4 на 64 = 217,6 делим на 2 = 108,8 Ампер. Умножаем 2500 Вольт на 108,8 Ампер = 272 кВт•ч
Таким образом, за один час, в летний, солнечный день, я реально получили 272 кВт•ч, а это чуть меньше чем я потребляю за месяц!
Вот вам и мало!
-- Как же так, ведь учёные замеряли? -- можете спросить вы.
-- Не знаю!
Это всё, что я могу вам ответить по этому поводу. Может быть те люди, которые замеряли, просто не умели пользоваться измерительными приборами или они не знают математику? Потому что мне не хочется верить, что это банальный научный обман...
Да вы и сами можете легко проверить полученные мною результаты. Для этого вам надо взять один солнечный элемент и один мультиметр. И это всё. Это очень легко и просто проверяется. И это есть жизненный, реальный факт!
Далее. Специалисты, конечно, скептически улыбнулись, потому, что они прекрасно знают, мои данные абсолютно верны но, при этом есть одно -- Но!
Ни одно из известных на сегодняшний день соединений, а их известно три: параллельное, последовательное, смешанное не позволит практически получить столько ватт с одного квадратного метра.
Да, столько вольт с одного квадратного метра, соединив последовательно солнечные элементы, мы сможем получить.
Да, столько ампер с одного квадратного метра, соединив параллельно солнечные элементы, мы получить сможем.
Но, если мы практически, а не математически попытаемся соединить вольты с амперами, чтобы получить ватты, то, у нас ничего не выйдет.
Даже применив смешанное соединение, мы не получим тех реальных ватт, которые теоретически получились у нас при реальных замерах.
Вот поэтому специалисты, читая мои данные, лишь скептически улыбаются.
Теперь давайте практически посмотрим на известные сегодня соединения.
Это последовательное соединение.
С его помощью мы можем получить все Вольты, которые выдают устройства(не важно какие), в нашем случае это солнечные элементы.
Это параллельное соединение.
С его помощью мы можем получить все Амперы, которые выдают устройства(не важно какие), в нашем случае это солнечные элементы.
Это смешанное соединение.
С его помощью, ...
Что нам подсказывает логика?
Правильно!
Логика нам подсказывает, раз это соединение называется -- смешанное, то, с помощью этого соединения мы должны получить и все Вольты и все Амперы.
Но!
Практически мы не получим сложения вольт и ампер в настоящем, практическом смысле, как, например складывая 2+2 получаем 4!
Почему не получим? Нас же учат, что вот это и есть самое настоящее смешанное соединение.
Это правда, так нас учат ещё в школе. Но, правда и то, что используя данное соединение, реально, мы не сможем сложить вольты и амперы.
Вот поэтому специалисты и улыбаются скептически.
И они правы, потому, что они знают и умеют только то, чему их научили!
Думать им вероятно просто лень... После учёбы они, вероятно, просто механически выполняют свою работу, потому что в противном случае они бы увидели эту иллюзию.
Но, и я прав, потому, что я знаю и умею то, что не знают и не умеют эти специалисты и учёные!
Догадались?
Правильно, я открыл новый способ соединения, который позволяет соединять вольты с амперами! Если говорить правильно, то, я открыл настоящий способ смешанного соединения.
Не стыдно специалисты?
Не стыдно учёные?
Обычный русский творческий человек, ни физик(по профессии я реставратор, а теперь уже и изобретатель), раскрыл научное заблуждение и открыл новый способ соединения?
Ладно, в народе говорят, что открытия делать под силу только гениям(я, кстати, спорить с этим и не буду), но видеть-то реальную подмену понятий должен практически любой образованный в данной области специалист, я уже не говорю об учёных!
Иначе, о какой надежности технических решений и конструкций может идти речь вообще!
Итак, тот способ соединения, который сегодня называется, -- смешанным, является всего-навсего научным фокусом с подменой понятий и не более.
Давайте посмотрим, в чём там дело.
Это смешанное соединение, так его называют сегодня.
Смотрим на него внимательно, с целью понять, почему реально этот способ не позволяет сложить Вольты и Амперы.
Давайте представим, что каждый из этих четырёх элементов даёт 1 вольт и 1 ампер. Значит, каждый элемент даёт 1 ватт. Всего у нас 4 элемента, в сумме это 4 ватта. Но математика нам упорно говорит и другое. А именно, что, если мы, сначало сложим вольты, то, в сумме, получим 4 вольта. Затем, если мы сложим амперы, то, в сумме мы получим 4 ампера. И, если затем мы перемножим вольты с амперами, то получим, что данные элементы могут дать не 4 ватта, а целых 16 ватт!
Значит, соединив правильно эти четыре элемента, мы получим 16 ватт.
Теперь практически.
Если мы применим последовательное соединение, то практически мы получим 4 вольта и 1 ампер. Это будет 4 ватта. Мы теряем три ампера и недополучаем 12 ватт. Жалко. Не то, чтобы я был жадным, но всё же жалко...
Если мы применим параллельное соединение, то практически мы получим 1 вольт и 4 ампера. Это будут всё те же 4 ватта. Мы теряем три ампера и недополучаем 12 ватт. Жалко...
Теперь применим смешанное соединение. Применив, так называемое, смешанное соединение, практически мы получим 2 вольта и 2 ампера. Это всё равно будут, всё те же 4 ватта. Мы недополучаем 2 вольта, 2 ампера и 12 ватт. Жалко...
Здесь необходимо сделать оговорку. А именно, словосочетание -- теряем ватты, подразумевает под собой то, что мы не сможем подключить никакой механизм или прибор, которым необходимо 16 ватт сразу. Мы сможем подключить только те приборы и механизмы, которые потребляют 4 ватта. Остальные 12 ватт они конечно, строго говоря, не теряются совсем, просто их получение растягивается во времени.
Однако, в нашем случае, с солнечными элементами, они именно теряются и теряются безвозвратно.
Итак, смешанное соединение.
Посмотрев внимательно на, так называемое, смешанное соединение мы увидим, что там, реально, присутствуют только два соединения, -- последовательное и параллельное.
Никакого третьего варианта там нет!
Сначала два элемента соединяются параллельно. Затем, два объединенных элемента, соединяются последовательно.
Вуаля, ловкость рук и никакого мошенничества!
Однако, по-научному, это чистой воды подмена понятий!
Ещё не верите?
Тогда даю самое простое доказательство, которое вы сами сможете практически проверить.
На рисунках вы видите четыре элемента.
А теперь, практически, возьмите всего два элемента.
Практически, с двумя элементами, вы сможете произвести только два вида соединения -- последовательное и параллельное!
Вы никаким образом, практически, с двумя элементами, не сможете произвести смешанное соединение!
Почему?
Да потому, что нет такого соединения!
Вот и всё!
Если бы то соединение, которое сегодня называют -- смешанным, существовало, то, вы бы смогли произвести его с двумя элементами, точно так же, как вы производите параллельное и последовательное соединение с двумя элементами.
В связи с этим у меня возникает вопрос: Имеют ли право называться учёными, имеют ли право иметь учёные степени те люди, которые не понимают таких простых вещей? Разве учёный может этого не понимать и не видеть, разве учёный это маленький, невнимательный, нетерпеливый, необразованный ребёнок?! Что тогда стоят их научные степени?!
Как же реально и практически выглядит смешанное соединение?
Смотрим фотоотчёт. В фотоотчёте, для наглядности, я взял два солнечных элемента один(большой) вырабатывает очень мало вольт, но много ампер. Второй солнечный элемент, наоборот, вырабатывает много вольт, но очень мало ампер.
P.S.
На качество моих солнечных элементов прошу не обращать внимания. Это самый первый рабоче-экспериментальный вариант(пока учился их делать), поэтому они и треснутые, подгоревшие...
На первых двух фотографиях показаны: солнечный элемент с параметрами 0,5 Вольт и 5,2 Ампера; солнечный элемент с параметрами 5 Вольт и 45mA(в одном Ампере 1000 миллиампер, в этом элементе всего 45 миллиампер); спичечный коробок, для масштаба; изобретённое мною устройство(аккумулятор).
Поскольку поток солнечного света постоянно меняется то, все замеры, для того, чтобы они были постоянными, произвожу под обычной настольной электрической лампой.
На этой фотографии видим, сколько миллиампер выдаёт под лампой большой солнечный элемент. Это 68 mA(68 миллиампер).
На этой фотографии видим, сколько вольт выдаёт большой солнечный элемент. Это 0,44 вольта.
На этой фотографии видим, сколько вольт выдаёт маленький солнечный элемент. Это 4,54 вольта.
На этой фотографии видим, сколько ампер выдаёт маленький солнечный элемент. Это 1,49 mA(1,49 миллиампера).
На этой фотографии видим, сколько вольт выдаёт изобретённый мною аккумулятор. Это 0,87 вольта.
На этой фотографии видим, сколько ампер выдаёт изобретённый мною аккумулятор. Это 2,69 mA(2,69 миллиампера).
На этой фотографии, в реальности, видим результат действия настоящего смешанного соединения. Соединены: маленький и большой солнечные элементы(всего два!), с изобретённым мною аккумулятором.
Результат по выходу из изобретённого мною аккумулятора: 71,5 mA(71,5 миллиампера).
Если сложим амперы, которые выдают все три задействованных здесь элемента по отдельности, то получим: 2.69+1.49+68=72.18 mA(72,18 миллиампера).
Неплохо!
Вот, что значит настоящее смешанное соединение!
На этой фотографии, в реальности, видим результат действия настоящего смешанного соединения. Соединены: маленький и большой солнечные элементы(всего два!) с изобретённым мною аккумулятором.