Существует немало альтернативных источников электроэнергии – солнечные, ветровые, приливные и многие другие. В этой статье мы выясним, что такое земляная батарея, как она работает и может ли найти практическое применение. Заодно сделаем такой источник электричества своими руками.
Принцип действия
В некоторых источниках утверждается, что земляные батареи работают на «эфире» или статическом электричестве, которое забирается из земли. Якобы в грозу такая «батарейка» выдает даже тысячи вольт! Вот несколько цитат из уважаемого источника – компании «ЭкоЭнергия»:
- «Это позволит вам захватить и собирать энергию земли, а собранная во время грозы энергия поразит вас!»
- «Теория говорит о том, что существуют естественные вихри энергии, которые занимают примерно 6 футов пространства для каждого блока или ячейки».
- «Эти аккумуляторы, если они правильно собраны, забирают энергию земли, которую многие называют эфиром или статическим электричеством. Эфир проходит через пластик, древесину и т. д.».
Увы, все намного проще – никаких «эфиров», проходящих через пластик. Земляные батареи – обычные гальванические элементы с электродами из металлов с разным электрохимическим потенциалом (вольтова пара). В качестве электролита используется влажная земля.
Поскольку у электродов разный электрохимический потенциал, в токопроводящей среде (электролите) между ними возникает разность потенциалов тем большая, чем дальше материалы электродов отстоят друг от друга в электрохимическом ряду.
Какое напряжение выдаёт такая батарея? Все зависит, как сказано выше, от материала электродов. Если это медь (электрический потенциал +0.34 В) и цинк (электрический потенциал -0.76), то элемент выдаст 0.34 + 0.76 = 1.1 В. Заменим цинк железом (электрохимический потенциал -0.04 В), и напряжение упадет до 0.34 + 0.04 = 0.38 В. Что касается силы тока, она пропорциональна площади электродов. Чем она выше, тем больший ток выдаст элемент.
Земляную батарею запатентовал Натан Стаблфилд в 1896 г. В то время она не нашла практического применения и использовалась лишь как наглядный опыт.
Как сделать своими руками — пошаговая инструкция
Для начала рассмотрим простую конструкцию, которую автор идеи предполагал использовать для подсветки садовых дорожек. Для реализации проекта понадобятся:
- Тонкий лист меди.
- Тонкий лист цинка.
- Одноразовые стаканчики (24 шт.).
- Земля.
Вырезаем из цинка и меди по 24 электрода. Припаиваем к ним токоотводящие провода. Погружаем в стаканчики так, чтобы электроды не касались друг друга.
Заполняем стаканчики, установленные на поддон, землей. Высаживаем в них любые растения (чтобы не портить садовый ландшафт стаканами с землей).
Осталось собрать схему. Соединяем все элементы последовательно – медную пластину предыдущего с цинковой последующего. В результате у нас будет батарея с плюсом на медном электроде и с минусом на цинковом. Замеряем напряжение – 22 вольта. Неплохо, но что с нагрузкой?
В качестве экспериментальной нагрузки автор взял 3 светодиода, соединенных последовательно. Включаем цепь и получаем результат: светодиоды горят, пусть и худо-бедно.
Вот и все, чего удалось достичь после бессонной трудовой ночи. Ни о какой подсветке дорожек речи быть не может. Так, трассировка ограниченного участка тропинки. Но отрицательный результат – тоже результат. Необходимо увеличить отдаваемую мощность. Для этого нужно:
а) повысить площадь электродов;
б) увеличить количество ячеек.
Этим и займемся.
Батарея повышенной мощности
Теперь повторим разработку, взятую с зарубежного ресурса. Для реализации идеи нам понадобятся:
- Медные трубки диаметром 1 дюйм длиной 250 мм.
- Цинковые или оцинкованные штыри диаметром 10 мм и длиной 250 мм.
- Садовый участок – чем больше, тем лучше.
Для начала соберем батарею на 12 вольт – очень удобное напряжение для питания светодиодов (лента, автомобильные светодиодные лампы и пр.). Для этого нам понадобятся 12 трубок и 12 штырей.
1. Красим наружную поверхность трубок любой краской – она послужит изолятором.
2. Молотком забиваем трубки в землю, оставив на поверхности конец длиной 3-4 см. Расстояние между трубками роли не играет.
3. Вынимаем трубки вместе с землей.
4. На дно лунок укладываем полиэтиленовую пленку – она будет нижним изолятором.
5. Устанавливаем трубки на место.
Трубки устанавливаем так, чтобы между пленкой и их дном остался зазор в несколько мм – это дренаж для дождевой воды.
6. В центр каждой трубки втыкаем цинковые или оцинкованные штыри, оставив на поверхности 3-4 см.
7. Соединяем все элементы последовательно – цинковый электрод предыдущего с медным последующего. Батарея готова.
Даже в таком виде наша конструкция в состоянии запитать небольшой отрезок светодиодной ленты. Правда, горит он все равно не ярко. Необходимо увеличить выходной ток. Для этого собираем еще несколько таких же батарей и соединяем их параллельно.
Сколько таких ячеек нужно соединить параллельно? Зависит от того, какой ток вам необходимо получить. Делаем, экспериментируем, пробуем, добавляем.
Некоторые рекомендуют полить такую батарею соленой водой. Совет хороший и существенно поднимет КПД устройства, вот только в засоленной почве больше ничего никогда не вырастет.
Для чего можно использовать на практике
Найдет ли такая батарея практическое применение? Безусловно. Набрав нужное количество ячеек, реально организовать подсветку садовых дорожек на даче и даже освещение в домике. Слепить не будет, но почитать перед сном, зарядить мобилку или послушать радио можно. Единственное, понадобятся свободные площади, которых на даче не всегда с избытком.
Несмотря на утверждение, что такая «батарейка» – вечный двигатель, настоятельно рекомендуем отключать нагрузку, когда в ней нет необходимости. Конечно, это не вечный двигатель. При выработке энергии расходуется материал электродов (цинк).
Мы разобрались с земляной батареей и даже смогли ее построить. Найдет ли она применение на неэлектрифицированной даче – решать вам.
Сейчас читают:
