Yağmur Damlalarından Ne Kadar Güç Alabiliriz?

Araştırmacıların düşen su damlacıkları gibi alışılmadık kaynaklardan enerji toplamak için nasıl çalıştıkları ve bunun arkasındaki matematik.

Teknoloji 10.09.2020, 14:26 10.09.2020, 14:26
1320
Yağmur Damlalarından Ne Kadar Güç Alabiliriz?

Güneş panelleri yağmurda aslında işe yaramaz. Peki ya yağmur damlaları bir güneş panelinin üzerine düşüp elektrik üretebilse? Mümkün. Ancak, elde edilecek çok fazla güç yok.

Varsayımsal aygıtın yapabileceği en iyi şey, düşen bir yağmur damlasının hareketinden kaynaklanan tüm enerjiyi elektriğe dönüştürmektir. Bu kinetik enerji genellikle , hareket eden nesnenin kütlesinin ( m ) yarısının hızıyla ( v ) çarpılmasıyla hesaplanır ve ardından hız ile bir kez daha çarpılır ve genellikle şu şekilde yazılır:

Düşen yağmur damlalarından toplanabilecek enerji miktarını bulmak için, ne kadar yağmurun ne kadar hızlı düştüğünü bilmemiz gerekecek.

Yağmur damlaları yerden kilometrelerce yüksekte düşseler de, aşağıya doğru hızlanmamaktadırlar. Bunun yerine, hava direncinin kuvveti yerçekimini dengelediğinde birkaç saniye içinde son bir hıza ulaşırlar.

Son hız hava direnciyle ilişkili olduğundan, farklı boyutlardaki yağmur damlaları için değer farklıdır. Örneğin, daha ağır taraftaki bir yağmur damlasının terminal hızı saniyede yaklaşık 10 metre (m / s) olurken, çiseleyen yağmurlar 1 m / s'lik çok daha düşük bir terminal hızına sahip olacaktır.

Egzersizimizin iyiliği için, 2017'de Harvey Kasırgası sırasında Houston yakınlarında düşen tuhaf yağmur miktarını kullanalım. Dört gün boyunca oraya düşen 50 inçlik su, saatte yaklaşık 0,5 inç suyu temsil ediyor. elbette son tahmin.

Gerekli dönüştürmeleri yaptıktan sonra, matematik, doğrudan sağanak yağmur altında oturan 1 metreye 1 metrelik bir panele her saat yaklaşık 13 kilogram suyun düşeceğini gösteriyor (100 cm x 100 cm x 0.5 inç = 13.000 santimetre küp su = 13 kg ).

Tüm yağmur damlalarının daha büyük tarafta 10 m / s son hızda olduğunu varsayarsak, 1 metreye 1 metrelik panele bir saatte çarpan tüm yağmur damlaları için joule cinsinden ölçülen toplam kinetik enerji şöyle olur:

Ortalama bir ABD hane halkı için yaklaşık 1.300 W'lık yeterli gücü üretmek için varsayımsal panel, bir futbol sahası büyüklüğünde bir alanı kaplayacaktır - ve bu, tarihi bir yağmur fırtınası sırasında. Ayrıca, gerçekçi olmayan bir şekilde, panellerin% 100 verimli olduğu varsayılmaktadır.

Herhangi bir şeye iyi gelir mi?
Yağmur damlalarından gelen küçük miktardaki enerji evinize çok uzun süre güç sağlamazken, benzer konseptlerden ilham alan birçok başka potansiyel uygulama var.

“Su damlacığı enerjisi gerçekten küçüktür, bu yüzden insanlar daha önce böyle bir enerjinin toplanabileceğini fark etmemişlerdir. Ancak 'Nesnelerin İnterneti'nin hızla gelişmesiyle birlikte birçok akıllı cihaz, dağıtılmış sensörlere ve enerji kaynaklarına olan talebi artırıyor, "Hao Wu, Inside Science'a bir e-postada yazdı . Hong Kong Çin Üniversitesi'nden bir mühendis ve bu Ağustos'ta Physical Review Letters dergisinde damlacıkların kinetik enerjisinden yararlanmanın yeni yollarını araştıran bir makalenin yazarı . "Su damlası, rüzgar, insan vücudumuzdaki hareketler gibi bazı 'çevresel enerjinin' bu talebi desteklemesi bekleniyor."

Zuankai Wang, Hong Kong Şehir Üniversitesi'nden mühendis ve ayrı bir yazar kağıt dergide yayınlanan aynı konudaki, Doğa, söz konusu böyle bir implantasyon tıbbi cihazlar gibi çok fazla güç gerekmez müstakil cihazları, , pil değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırabilecek, başka türlü kullanılmayan kaynaklardan güç toplama yeteneğinden yararlanmak için ideal adaylardır.

Bilim adamları, bu amacı daha da ileriye taşımak için vücuttaki damlacıklardan kinetik enerji elde etmenin yeni yollarını arıyorlar.

Yorumlar (0)
14
parçalı bulutlu
Namaz Vakti 20 Nisan 2021
İmsak 04:37
Güneş 06:11
Öğle 13:08
İkindi 16:53
Akşam 19:56
Yatsı 21:23
Puan Durumu
Takımlar O P
1. Beşiktaş 33 71
2. Fenerbahçe 34 69
3. Galatasaray 33 65
4. Trabzonspor 34 59
5. Alanyaspor 34 52
6. Gaziantep FK 33 51
7. Hatayspor 33 50
8. Sivasspor 33 50
9. Karagümrük 33 49
10. Göztepe 34 46
11. Antalyaspor 34 42
12. Konyaspor 33 41
13. Rizespor 33 39
14. Malatyaspor 33 37
15. Ankaragücü 33 37
16. Kasımpaşa 34 37
17. Kayserispor 33 34
18. Başakşehir 33 33
19. Erzurumspor 34 31
20. Gençlerbirliği 33 31
21. Denizlispor 33 26
Takımlar O P
1. Giresunspor 31 63
2. Adana Demirspor 31 61
3. Samsunspor 31 61
4. Altay 31 57
5. İstanbulspor 31 57
6. Altınordu 31 53
7. Ankara Keçiörengücü 31 49
8. Ümraniye 31 47
9. Tuzlaspor 31 47
10. Bursaspor 31 43
11. Bandırmaspor 31 39
12. Boluspor 31 38
13. Balıkesirspor 31 35
14. Adanaspor 31 34
15. Menemenspor 31 31
16. Akhisar Bld.Spor 31 26
17. Ankaraspor 31 23
18. Eskişehirspor 31 8
Takımlar O P
1. Man City 32 74
2. M. United 32 66
3. Leicester City 31 56
4. West Ham 32 55
5. Chelsea 31 54
6. Liverpool 32 53
7. Tottenham 32 50
8. Everton 31 49
9. Arsenal 32 46
10. Leeds United 32 46
11. Aston Villa 30 44
12. Wolverhampton 32 41
13. Crystal Palace 31 38
14. Southampton 31 36
15. Newcastle 32 35
16. Brighton 31 33
17. Burnley 32 33
18. Fulham 33 27
19. West Bromwich 31 24
20. Sheffield United 32 14
Takımlar O P
1. Atletico Madrid 31 70
2. Real Madrid 31 67
3. Barcelona 30 65
4. Sevilla 31 64
5. Villarreal 31 49
6. Real Betis 31 48
7. Real Sociedad 31 47
8. Granada 30 39
9. Levante 31 38
10. Celta de Vigo 31 38
11. Athletic Bilbao 30 37
12. Osasuna 31 37
13. Cádiz 31 36
14. Valencia 31 35
15. Getafe 31 31
16. Deportivo Alaves 31 27
17. Huesca 31 27
18. Real Valladolid 30 27
19. Elche 31 26
20. Eibar 31 23