Можно ли питать ардуиноподобное устройство от земли?

Я изучаю некоторые приложения IoT, над которыми я мог бы работать. Один из них – это датчик, который периодически делает какие-то измерения почвы и сохраняет их во внутреннюю память или транслирует по маломощному радиоканалу.

Я бы сделал устройство с максимально низким энергопотреблением, например, небольшой размер, низковольтный передатчик, длительные периоды, когда устройство выполняет измерения (скажем, 2 раза в день).

Я знаю, что есть много факторов, которые могут повлиять на это, но есть ли шанс, что почва вокруг устройства может дать ему достаточную мощность для работы, или невозможно ли рассчитывать на него как на источник энергии в реальном проекте, и я должен отказаться эта идея и использовать батареи?

Идея исходит из статьи о «земляных батареях» , которая создает батарею, закапывая два электрода в почву.

Хм... как ты понял, что можешь получить какую-то энергию из земли? Вы видели какой-нибудь другой проект, хотя бы упоминающий об этом?
Солнечные батареи могут быть вариантом?
Я довольно любитель в этой области, но я нашел некоторую информацию о том, что эти вещи теоретически возможны. en.wikipedia.org/wiki/Земная_батарея
@SergeiBasharov Я добавил ссылку на вопрос, не стесняйтесь менять предложение.
Не разбираясь в инженерии, вы все равно можете использовать основной аргумент, что если бы можно было получить значимую мощность из грязи, это делалось бы регулярно.
Похоже, ответ «возможно», хотя и для очень ограниченного тока и в зависимости от коррозии электродов. Я думаю, вам придется провести свои собственные практические измерения и исследования по этому вопросу.
Однако довольно интересный вопрос.
Мне кажется, что использование «почвенной батареи» и одновременное измерение почвы одной и той же системой будут противоречить друг другу. Ваша «почвенная батарея» будет изменять электрохимический состав почвы, на которой вы пытаетесь выполнить измерения.
Закапывание электродов в почву функционально ничем не отличается от использования любой другой формы «первичной» (т. е. неперезаряжаемой) батареи. Единственная причина, по которой вы могли бы это сделать, — если есть какая-то неопровержимая причина не использовать обычную промышленную первичную батарею, такую ​​как плоская круглая круглая круглая круглая круглая круглая батарея.
Грунтовые и специальные электроды являются новинкой, но не являются надежным или экономически эффективным долгосрочным решением.
Я сделал батарею от насекомых, используя гнилые листья между медной и алюминиевой фольгой.
Это сделало бы хороший проект научной ярмарки.

Ответы (4)

Это не сработает. Подумайте об этом. Если бы грязь к власти работала, это делалось бы регулярно. Есть несколько способов, с помощью которых почва может помочь получить немного энергии, но их будет трудно извлечь, или их количества будут бесполезны для большинства целей:

  1. Достаточно влажная почва может быть электролитом батареи. Это был бы не очень хороший электролит, и энергия исходила бы больше от пластин, которые вы вставили бы в почву, чем от самой почвы. Поэтому сказать, что вы получаете энергию из почвы, немного натянуто.

  2. От термических различий. Вы можете использовать почву в качестве большого усреднителя температуры, особенно если вы опускаетесь на несколько футов или больше. Мгновенная разница температур между землей и воздухом представляет собой мощность, которую теоретически можно извлечь.

    Обратите внимание, что эффективность Карно вам здесь не помощник. Карно говорит, что максимально возможный теоретический КПД тепловой машины равен T diff /T hot , когда температуры измеряются в какой-то линейной абсолютной шкале, такой как шкала Кельвина. Например, предположим, что температура почвы 68 ° F, а воздуха 90 ° F. Это от 293 °К до 305 °К при эффективности Карно всего 4%. Это означает, что вы должны иметь большую тепловую связь как с почвой, так и с воздухом, чтобы извлекать значимые уровни мощности.

Я бы посмотрел на солнечные батареи. Возможно, они могли бы держать аккумулятор заряженным, чтобы устройство могло работать, когда захочет, независимо от того, светит ли солнце в этот момент или нет.

Я бы сказал, что не только с натяжкой, но и совершенно неправильно говорить, что вы извлекаете энергию из электролита. Мне нравится идея температурных различий, я никогда не думал об этом. С тепловой трубой, расположенной глубоко в земле, может быть некоторый поток полезной энергии. Это чем-то напоминает охлаждающие стержни (наподобие тепловых трубок, заполненных аммиаком), используемые для стабилизации железнодорожных путей в условиях вечной мерзлоты.
@PlasmaHH: Существует много типов батарей, в том числе проточные батареи , в которых энергия действительно хранится в электролите. Также рассмотрим обычную свинцово-кислотную батарею, в которой состав электролита резко меняется между заряженным (серная кислота) и разряженным (в основном вода).
@DaveTweed: Ни в одном из них вы не используете почву в качестве электролита.
@PlasmaHH: извини. Я думал, что ваше первое предложение было более общим утверждением обо всех батареях.
@DaveTweed: нет, это был всего лишь абзац о почвенной батарее, читайте его как предложение по редактированию s/stretch/bollocks/ ;)
@Plas: Просто вода в песке не даст химической энергии. Но многие почвы кислые или щелочные. Вы могли бы спроектировать батарею, которая получает часть своей энергии от кислоты или щелочи в почве.

В принципе, да. Доступная мощность от такой батареи сильно зависит от конструкции и места установки, поэтому я предлагаю вам изучить и поэкспериментировать с заземляющими батареями и определить, какую мощность вы можете надежно получить.

Из этих данных можно определить бюджет мощности и, следовательно, требования к оборудованию и программному обеспечению.

Я предполагаю, что любая такая батарея потребует регулярного осмотра и обслуживания, и что производительность будет существенно меняться в зависимости от погоды. Я подозреваю, что добиться надежности и предсказуемости будет непросто.

Я серьёзно, серьёзно, сомневаюсь, что у вас это получится дальше "интересной демонстрации идеи". Это не будет работать как продукт. Может, художественная инсталляция или что-то в этом роде.

Такая батарея не извлекает энергию из почвы, она использует почву в качестве электролита, извлекая энергию из электрохимического разложения электродов.
Да, я думаю, это всем понятно. Рассматривая систему электрод + почва в целом, вы по-прежнему получаете напряжение и ток, поэтому я думаю, что термин «мощность» является допустимым.

Хотя можно сконструировать батарею для извлечения энергии из оголенных электродов, вряд ли это обеспечит жизнеспособное долгосрочное решение. Сами электроды являются жертвенными (они хранят энергию в виде очищенного металла), и со временем внутреннее сопротивление вашей батареи будет расти по мере накопления отходов. Вам, вероятно, также потребуется использовать супер-конденсатор (возможно, только небольшой), чтобы поддерживать напряжение, пока микроконтроллер активен.

Небольшая солнечная батарея и небольшая батарея, вероятно, являются лучшей комбинацией. Держите батарею в самой холодной части корпуса, особенно если вы используете технологию LiPo.

http://ieeexplore.ieee.org/document/4553917/ эта ссылка может помочь. Поиск патентов всегда полезен.

Это может быть полезно, если у вас есть подписка, но ответы, содержащие только ссылки, не рекомендуются на сайтах Stack Exchange независимо от того, потому что они становятся бесполезными, если ссылка умирает.
или погуглить об идее: google.com.tr/…
о, я вижу, я читал что-то еще на патентном сайте и ввел «земляную батарею». в поисковой колонке, вот и ссылка подошла :о)
На странице slideshare.net ищите «свободную энергию из-под земли», там есть интересная статья о патенте.
также есть книга, которая может вас заинтересовать, которую вы можете найти в книгах Google, ,
«Подавленные изобретения и другие открытия» Джонатана Эйзена.
Можно ли питать ардуиноподобное устройство от земли?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v