к.т.н. Меркулова А.В., д.т.н. Черунова И.В.

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, Россия

Использование энергии электростатического поля

Одной из глобальных проблем современности является проблема предупреждения энергетического кризиса и поиск альтернативных, недорогих источников энергии. Сейчас на планете проживает больше шести миллиардов человек. По прогнозам ООН к середине нынешнего столетия население составит примерно девять миллиардов человек. Одновременно с ростом населения земли растут его потребности в энергии, которая необходима человеку для обеспечения пищей, теплым жилищем, комфортными условиями жизни, удобными средствами передвижения, медицинской помощью и т.д. Наиболее остро проблема энергосбережения и энергоэффективности начала проявлять себя с девяностых годов прошлого столетия.

В настоящее время человечество активно использует несколько видов энергии. Однако, углеводородных источников топлива, даже по самым оптимистичным прогнозам, осталось примерно на полвека. Даже активно используемые сегодня гидро- и атомные электростанции, согласно оценочным расчетам, не способны полностью обеспечить человечество дешевой энергией. А споры вокруг безопасности и экономической выгодности применения энергии цепного деления радиоактивных элементов не угасают очень давно. К тому же проблема утилизации отходов процессов получения энергии с использованием углеводородных и ядерных источников топлива носит не только экологический, но и экономический характер.

Очевидно, что надвигающийся энергетический кризис – актуальная проблема человечества и уже сегодня нужно решать, где брать энергию, необходимую для нормального, без снижения материального благосостояния, существования человечества.

В последние десятилетия в научных кругах обосновано возрос интерес к альтернативной энергетике и энергосберегающим технологиям. Разработок в этих областях огромное количество. В основном это технологии малой возобновляемой энергетики, базирующиеся на энергии солнца и ветра, геотермальной и приливной энергии, энергии электрического поля Земли и энергии сгорания жидкого водорода. В рамках малой энергетики необычайно интересны проекты использования «биотоплива», энергии механического движения человека или пьезоэлектрического эффекта с целью преобразования этих видов энергии в электрическую.

Более того, важнейшим приоритетом энергетической стратегии России на период до 2020 года утвержденной Правительством РФ является снижение удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счет рачительного их потребления и применения энергосберегающих технологий и оборудования, что отражено в перечне критических технологий Российской Федерации (Технологии новых и возобновляемых источников энергии), приоритетных направлениях развития науки, технологий и техники Российской Федерации (Энергетика и энергосбережение), а также в составе критических технологий федерального уровня (Нетрадиционные возобновляемые источники энергии и новые методы ее преобразования и аккумулирования) [1].

В связи с нарастающей энергетической проблемой, значительный интерес представляет разработка способа использования энергии электростатического поля, созданного естественной электризацией материалов в условиях их эксплуатации.

В общем случае явление самопроизвольной электризации материалов представляет собой негативный фактор, требующий выполнения определенных мероприятий обеспечения электростатической безопасности человека или производства в целом, что осуществляется преимущественно системами отвода статического электричества или различными способами снижения интенсивности процесса электризации [2].

К инновационным энергосберегающим технологиям относится устройство для использования энергии электростатического поля, разработанное авторским коллективом ФГБОУ ВПО ЮРГУЭС [3]. Устройство способно преобразовать энергию электростатического поля в энергию электрического тока. При этом одновременно, в результате снижения величины накопленного на поверхности материала электрического заряда, обеспечивается требуемый уровень электростатической безопасности. Принцип работы данного устройства и способ получения энергии электрического тока основаны на свойствах электрического поля и на базовых законах электростатики. Области применения энергии электростатического поля, преобразованной разработанным устройством – электрические цепи, питающие маломощные или работающие в импульсном режиме потребители, например: наручные часы, фонарик для освещения, сотовый телефон, аккумуляторы и другие современные спутники активной деловой жизни человека.

Таким образом, устройство для использования энергии электростатического поля [3], представляет собой еще один вариант альтернативного, экологически чистого источника малой энергетики. И, хотя коэффициент полезного действия, рентабельность и энергоэффективность данного устройства не велики, а его повсеместное применение невозможно, но альтернативные источники энергии рано или поздно смогут с успехом заменить традиционные в некоторых сегментах энергетики.

Литература

1. Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации: указ Президента Российской Федерации [от 07.07.2011 № 899].

2. ГОСТ 12.4.124-83. ССБТ. Средства защиты от статического электричества / введен 01.01.1984 – М.: Издательство Стандартов, 1983. – 8с.

3. А.В. Меркулова, Е.И. Старченко, И.В. Черунова, А.И. Гавлицкий. Устройство для использования энергии электростатического поля // Пат. № 2439864 Российская Федерация, С1, МПК H05F 3/02 (2006.01). Заявка: 2010133364/07, 09.08.2010; Опубл. 10.01.2012 Бюл. № 1.