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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Gibt es bereits ein Perpetuum Mobile? Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Die Antwort auf die Titelfrage ist jedem Gymnasiasten bekannt, und die Idee, ein Perpetuum Mobile zu schaffen, ist fantastisch geworden, da sie mit der Anwesenheit einer ewigen Energiequelle verbunden ist. So paradox das auch klingen mag, ich schlage vor, von fantastischen Projekten zu echten Produkten überzugehen und das Problem zu berücksichtigen, indem ich das Konzept der mobilen Stromversorgungstechnologie (MPS) auf Basis von Solarmodulen (SB) und deren Verwendung für mobile oder tragbare elektronische Geräte einführe Geräte. In der Elektronikbranche ist in jüngster Zeit ein stetiger Trend zur Reduzierung der Versorgungsspannung elektronischer Geräte zu verzeichnen. Die großen Abmessungen der aus photoelektronischen Wandlern (PECs) zusammengesetzten Solarzellen passten vor der Reduzierung der Versorgungsspannung nicht in das Konzept der Mobilität und wirkten stationär oder dienten als Pufferträger für Batterien. Die Reduzierung der Versorgungsspannung von 5 auf 3 und sogar 1,5 V ermöglichte die Entwicklung neuer Designs von Netzteilen und deren Verwendung als Hauptnetzteile. Mit der von Stanford Owczynski entwickelten Nickel-Lanthan- oder Nickel-Metallhydrid-Batterie (Ni/MH) konnte das Problem des „Memory-Effekts“ beim teilweisen und nichtzyklischen Aufladen gelöst werden, das bei herkömmlichen Nickel-Cadmium-Batterien (Ni- Cd) ist eine Art Stolperstein, wenn ein Verstoß gegen die Laderegeln zu einer Verkürzung der Haltbarkeit, der Gefahr einer Überladung und eines Ausfalls führt. Der MIP unterscheidet sich von klassischen Geräten durch ein spezielles Design, das den Einsatz unter Feldbedingungen ermöglicht, nachdem er zuvor an einem tragbaren Gegenstand oder an der Kleidung befestigt wurde (Abb. 1).
MIP auf Basis SB BC809 eignet sich für den Betrieb von Funkempfängern mit einer Versorgungsspannung von 1,5 bis 3 V und kann als Ladegerät für zwei in Clips oder einer Box am Gehäuse verbaute Akkus mit einer Kapazität von bis zu 500 mAh dienen . Um die Leistung des MIP zu erhöhen, was den Betrieb eines Geräts wie eines CD-Players ermöglicht, werden diese parallel geschaltet, was das Laden von zwei Akkus mit einer Kapazität von bis zu 1,5 A/h ermöglicht. Gleichzeitig lässt sich der wirtschaftliche Effekt des MIP als Ladegerät leicht berechnen. Die Berechnung hängt von der Batterielebensdauer ab und diese beträgt bis zu 1000 Ladezyklen, unter Berücksichtigung des Fehlens eines Netzwerkadapters, der auf ein 220-V-Netzwerk angewiesen ist. Für elektronische Geräte mit einem Stromverbrauch von bis zu 5 Wh/h, wie Mobiltelefone, Tonbandgeräte, Minicomputer, Fernseher, Kühlschränke, Videokameras, ist eine Vergrößerung der Fläche der Solarzellen und der Anzahl der Batterien erforderlich, da die Die Versorgungsspannung dieser Geräte erreicht 12 V. Die Verwendung von Matrizen zum Einbau in Batterieklemmen führt zu einer Reduzierung der Strukturabmessungen in Bezug auf die Dicke und ermöglicht den Einsatz des MIP unter Feldbedingungen durch die Installation auf tragbaren Objekten (Abb. 2).
Die Konvertertechnologie besetzt eine eigene Nische in der MIP-Technologie. Schaltungslösungen von DC/DC-Aufwärtswandlern ermöglichen die Lösung des Problems, die erforderlichen Spannungen bis zu 5 V aus einer geladenen Batterie zu erhalten (Abb. 3).
Mit linearen DC/DC-Abwärtswandlern können Sie jede Spannung von 12 V für die Stromversorgung eines Mobiltelefons oder digitaler Mikroschaltungen erhalten. Durch die Verwendung spezieller Mikroschaltungen für Batterieladegeräte können Sie deren Ressourcen erhöhen, sie auf maximale Werte bringen, Spannungsspitzen durch die Beschattung des Solarpanels produktiver bewältigen und die Ladung einer bereits geladenen Batterie steuern (Abb. 4).
Die neuesten Errungenschaften des National Institute of Semiconductor Physics (NISPP), nämlich die Schaffung flexibler Solarmodule, passen in das Konzept der Mobilität. Diese konstruktive Lösung führte zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung des SB und ermöglichte die direkte Integration des MIP in die Struktur der Produkte. Ein Beispiel ist eine Radiokappe mit einem AM/FM-Empfänger an der Vorderseite der Kopfbedeckung (Abb. 5).
Eine vielversprechende Entwicklung mit MIP-Technologie wird eine Kühltasche sein. Ein flexibles Solarpanel auf der Tasche erfüllt doppelte Aufgaben. Die von der Solarbatterie empfangene Energie wird vom Peltier-Element in Kälte umgewandelt und zum Laden der Batterien verwendet, wodurch der Betrieb eines tragbaren Musikcenters oder eines anderen elektronischen Geräts, beispielsweise eines Laptops, gewährleistet wird. Es ist zu beachten, dass die Lebensdauer der Materialien, die das eingebaute MIP umrahmen, mindestens 5-10 Jahre betragen muss, da die Leistung versiegelter SBs 20 bis 30 Jahre oder mehr erreichen kann! Daher kann diese Technologie zu Recht als eine auf das XNUMX. Jahrhundert ausgerichtete Technologie angesehen werden. Zum Abschluss des Artikels über die MIP-Technologie behaupte ich weiterhin, dass bereits eine ewige Energiequelle geschaffen wurde, mit der jeder Elektromotor oder jede elektronische Schaltung betrieben werden kann – dies ist die Sonne. Unsere Aufgabe ist es, dieses energetische Geschenk der Natur nicht aufzugeben. Autor: S.Sevrikov
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