¿Puedes cosechar energía eléctrica del aire?

Recientemente encontré un sitio web sobre la recolección de energía del aire, y me pregunto si alguien podría decirme por qué lo siguiente no funcionaría.

Se supone que su "generador" produce electricidad a partir de la ionosfera (no UV, rayos X, etc.). Algunos afirman que puede eliminar totalmente su factura de electricidad (una versión más grande, no este ejemplo). Por lo que entiendo, esto es posible (fue descubierto por Nikola Tesla), sin embargo, este diagrama no parece funcionar. Cualquier ayuda sería apreciada.

Un ejemplo del sitio web:

Necesitas:

• (4) diodos de germanio 1N34
• (2) condensadores electrolíticos de 100 µF 50 V
• Condensadores cerámicos de 0.2 µF 50 V

Aquí está el diagrama eléctrico que proporcionan:

Y afirmaron que alimentaban un teléfono celular con él. No estoy seguro de qué tipo de antena usar.

Si bien esto parece una farsa, acabo de encontrar este sitio web recientemente y estoy buscando más información sobre la física detrás de él.

Quizás la patente de Teslo explica mejor las cosas, así que aquí está: Patente 685958.pdf

Encontré algo: aquí hay una página que lo explica. Energía libre de Nikola Tesla: desentrañando el mayor secreto

Para abordar la pregunta original de "¿Es el descubrimiento de energía libre de Nikola Tesla ...", Tesla nunca creó un "dispositivo de energía libre". Sin embargo, una de sus ideas destacadas fue un sistema para transmitir energía de forma inalámbrica de manera intencional . Las compañías eléctricas no irradian energía intencionalmente (ya que es una pérdida pura para ellas).

Además, Nikola Tesla fue uno de los primeros ingenieros eléctricos verdaderos, que tomó fuerzas arcanas difíciles de entender y las convirtió en soluciones comercializables. Si bien no hay duda de que fue brillante, este ingeniero revolucionario le diría rápidamente que si quisiera cosechar campos eléctricos naturales (no los que irradió intencionalmente), necesitaría una antena (o una serie de ellos) a gran escala .

Con respecto al documento que vinculó:

Capítulo 4 - Dispositivo de energía radiante de Tesla

Este capítulo analiza una patente de Tesla que analiza el uso del efecto fotoeléctrico a través de "luz ultravioleta [...] y rayos Roentgen [rayos X]" para generar una carga positiva al expulsar electrones o rayos catódicos para capturar electrones y generar una carga negativa

Si bien es posible que pueda utilizar el efecto fotoeléctrico de los rayos UV solares sobre los metales, con mucho cuidado, obtendrá una pequeña corriente extraordinaria, ciertamente mucho menos de lo que obtendría con una célula fotovoltaica (solar). Las células fotovoltaicas usan el efecto fotoeléctrico, pero dentro de un semiconductor.

Capítulo 5 - La bobina de Tesla

Las bobinas de Tesla son esencialmente antenas que pueden irradiar y recibir una gran cantidad de energía. Para capturar realmente una cantidad apreciable, se debe transmitir mucho, mucho más en la longitud de onda particular a la que se sintoniza la bobina. Debido a que están sintonizados, no pueden capturar el ruido de banda ancha

Simulación de 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

Se eligieron 34kHz para el análisis transitorio casi arbitrariamente , pero es el análisis AC el que cuenta la historia.

Vin: señal de 1Vpp 34kHz, sin carga:

_{(fuente: tyblu.ca )}

Vin: señal de 1Vpp 34kHz, carga de 10kΩ:

_{(fuente: tyblu.ca )}

Verifiquemos la respuesta de CA, de 0.1Hz a 1GHz, nuevamente con una carga de 10kΩ:

_{(fuente: tyblu.ca )}

¿Todo está flotando, dices? Bueno, aquí están los resultados con el nodo 4 conectado a tierra:

_{(fuente: tyblu.ca )}

_{(fuente: tyblu.ca )}

_{(fuente: tyblu.ca )}

Aunque 1Vpp es masivo para flotar, ¿qué sucede cuando es grande, como pararse frente a un transmisor de microondas? (Aparte de las tapas de bloqueo que explotan).

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

_{(fuente: tyblu.ca )}

_{(fuente: tyblu.ca )}

Y con el nodo 4 conectado a tierra:

_{(fuente: tyblu.ca )}

_{(fuente: tyblu.ca )}

Nada. Supongo que no funciona. Cualquier corrección o sugerencia es apreciada. El código es compatible con Berkeley Spice3, pero realmente no es apto para nada, incluida la comerciabilidad.

El "aire" está lleno de campos eléctricos. Cuando toco la sonda de mi telescopio con el dedo, puedo ver una onda sinusoidal de 50Hz de 6Vpp. El problema es que su antena (su dedo o cualquier otra cosa) no captura ninguna cantidad seria de energía de los campos: una vez que carga el voltaje detectado, cae a casi nada. Lo mismo con el circuito en su pregunta. Entonces, electricidad sí, energía eléctrica no.

La energía almacenada en un condensador es igual a 1/2 * C * V ^ 2. Esto significa que para la misma cantidad de energía, el voltaje sobre un condensador disminuye a medida que aumenta la capacidad. Por lo tanto, si desea usar un condensador de 10uF en lugar de 1nF, el voltaje será solo el 1% de su valor inicial, y muy probablemente demasiado bajo para superar la caída de voltaje del diodo, incluso para un diodo de germanio. Por cierto, el germanio no va a ayudar, ya que su caída de voltaje es casi la mitad de un diodo de silicio. La solución es un diodo de estaño, que tiene una caída de voltaje despreciable. Sin embargo, tendrá que enfriarlo a decenas de grados por debajo de cero ...

¿Es posible? Si. Pero a menos que esté hablando de 'recibir' una fuente artificial como una estación de transmisión cercana o una línea de alimentación, e incluso en conjunción con una gran antena receptora, no es práctico como una forma de obtener más que una pequeña cantidad de energía . Pero una pequeña cantidad puede ser suficiente para una radio de cristal o para alimentar un microcircuito que transmite una señal extremadamente débil.

Para la mayoría de los propósitos de generación de energía, obtendría órdenes de magnitud más retorno de la inversión de la energía fotovoltaica o una turbina eólica.

Para responder la pregunta en su título de "¿Puede cosechar energía eléctrica del aire?", Sí puede.

¿Puede hacerlo de manera eficiente y convertirlo en un producto comercializable? Si alguien ya lo ha hecho, ¿no crees que estaría en todas las noticias y sería muy popular?

Supongamos que el circuito que muestra funciona. No sé si lo haría, pero al menos parece posible que pueda recolectar pequeñas cantidades de energía del ruido eléctrico en el aire. ¿Qué tan pequeño es pequeño?

El circuito que mostró tiene 4 condensadores: dos tapas de 100 uF y dos que son 500 veces más pequeños. Ignoremos los pequeños, ya que no se usan para el almacenamiento, como señala David Cary en los comentarios. ¿Cuánta energía pueden mantener a su voltaje máximo de 50 V?

La capacidad de energía de un condensador es 0.5 * C * V ² julios. Tenemos 2 de ellos, por lo que la energía total es solo C * V ² julios. Sustituyendo en los números reales, eso es 100 * 10 ^-6 * 50 * 50 = 0.250 julios. Estamos hablando de electricidad, así que convirtámoslo en unidades de kWh, que es cómo las empresas eléctricas miden la energía. 0.250 julios son 7 * 10 ^-8 kWh, es decir 0.00000007 kWh. En los EE. UU., Un kWh cuesta alrededor de $ 0.10, por lo que vale alrededor de $ 0.000000007. Si tengo mis ceros correctos, ese circuito (suponiendo que funcione perfectamente) puede almacenar un máximo de aproximadamente 7 mil millonésimas de energía en dólares .

Por supuesto, al conectar el circuito a la batería de un teléfono celular, estaría limitando el voltaje del condensador a 3 V, o lo que sea que sea el voltaje de la batería. En este caso, los condensadores en realidad no sirven para nada, ya que su capacidad de almacenamiento se ve reducida por la de la batería, y también permiten algunas fugas de corriente inversa.

La mala noticia es que si quita los condensadores, todo lo que le quedan son algunos diodos. En realidad, es una práctica común colocar diodos en esta configuración cuando se manejan cargas inductivas como motores para reducir la formación de arcos cuando el motor se detiene; se llaman diodos "flyback" o "freewheeling".

Desafortunadamente, puedo decir con autoridad que si deja una batería de plomo ácido en su garaje con solo un diodo de retorno conectado, no se cargará. Con las baterías de plomo ácido, eventualmente se someten a un proceso conocido como sulfatación, lo que significa que dejan de aceptar la carga. A la larga, debe cargarlos en su baúl y llevarlos a un depósito de desechos peligrosos del hogar el sábado por la mañana.

Me quedaré con la factura de la luz, gracias.

El dispositivo de energía radiante es realmente diferente de lo que usted describe. La 'antena' es en realidad una placa de metal aislada (muy) grande elevada a grandes altitudes (lo más cerca que se puede llegar a la ionosfera) mientras está aislada del suelo y atada a través de un cable de cobre hasta el suelo. Suponiendo que la ionosfera está cargada positivamente gracias a los "rayos cósmicos", y la tierra está cargada negativamente, existe una diferencia de potencial de unos pocos cientos de miles de voltios. Pero esta energía es estática y no hará ningún trabajo como es. Para eso, Tesla propone conectar el cable a un condensador muy grande que se carga y luego se descarga en alguna forma de dispositivo oscilante o de conmutación que podría producir un trabajo utilizable, antes de enviarlo a tierra.

Es como un dispositivo que puede cosechar rayos, incluso cuando la resistencia del aire no es lo suficientemente baja como para permitirlos naturalmente (como durante una tormenta).

¿Es posible? No veo ninguna razón por la que no. ¿Es energía libre? Si. Pero también lo es el petróleo si usted posee un pozo de petróleo. El término "energía libre" es muy engañoso. El problema con el petróleo es que no es renovable. Entonces, un mejor nombre para la cosechadora de energía radiante de Tesla sería una fuente ilimitada de 'energía renovable'.

Pero, de nuevo, la energía solar, eólica, mareomotriz y geotérmica son todas fuentes de energía renovables y están muy bien establecidas y son razonablemente baratas de construir y operar. El punto es que realmente no necesitamos "Fuentes de energía libre que el gran cuerpo de petróleo nos está ocultando al resto de nosotros". Esas fuentes ya están allí y nadie le oculta nada a nadie. Lo que necesitamos es más legislación e incentivos para invertir más en investigación para optimizar y desarrollar aún más la cosecha (y especialmente las técnicas de almacenamiento).