Стук вагонов вырабатывает энергию

30.11.2012

Инженеры из Стоунбрукского университета получили национальную премию за инновационную разработку устройства по использованию энергии вибрации от железных дорог. Благодаря этому можно сэкономить миллионы долларов в год и одновременно снизить выброс двуокиси углерода в окружающую среду. Работа команды разработчиков была отмечена на ежегодной научной конференции, состоявшейся в Вашингтоне 7-8 ноября 2012 года.

Команда из Стоунбрука под руководством профессора Лей Цзао и двух аспирантов Дэн Лина и Джон Ванга с кафедры машиностроения Научно-технического Центра энергетических исследований, разработали новый способ преобразования нерегулярных, хаотичных колебаний железнодорожных путей в момент прохождения поезда в упорядоченные, регулярные и однонаправленные. Это подобно тому, как электрический выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Суть работы этого прибора очень проста: вибрация улавливается качающимися вверх-вниз качелями, они раскручивают шестерню, которая вращает вал небольшого генератора строго в одном направлении. Так осуществляется преобразование хаотичных колебаний в периодические. Полученной энергии хватает для управления всевозможными низковольтными датчиками и переключателями.

Профессор Цзао считает, что это изобретение поможет сэкономить более 10 миллионов долларов на расходы по электроснабжению железных дорог только в одном штате Нью-Йорк, наряду с сокращением выброса в атмосферу 3000 тонн CO2 в год.

"В США самая длинная сеть железнодорожных путей в мире, около 140700 км, которые зачастую находятся в отдаленных от городских центров районах. И очень важно, чтобы везде осуществлялось управление так называемой сигнальной сетью, входящей в электрическую инфраструктуру современной железной дороги. Это и светофоры, и всевозможные сигнальные огни, автоматические стрелки и датчики контроля движения, - говорит профессор Цзао. - Наше изобретение поможет получать до 200 ватт электроэнергии от одного проходящего поезда".

Современные виды транспорта обеспечивают потребности человечества в быстром передвижении людей и грузов на различные расстояния. Но при нынешнем уровне развития техники транспорт не является экономичным - теряется значительная часть используемой энергии. За счет всевозможных вибраций, тряски, ускорений, торможений и т.д. энергия безвозвратно рассеивается в окружающую среду. Ученые уже давно пытались найти ей применение, но устройства получались сложными и недешевыми. И вот сегодня при помощи нового устройства эту механическую энергию можно с успехом превращать в электрическую.

Команда Профессора Цзао работает над преобразованием энергии вибрации в электрическую последние несколько лет. Они предполагают использовать энергию колебаний от самых различных источников, включая поезда, автомобили и океанские волны.

<< Назад: Человеческие ткани можно напечатать 01.12.2012

>> Вперед: Водяная планета 30.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Оптический ускоритель нейронной сети 09.02.2021 Исследователи из Университета Джорджа Вашингтона (США) и Калифорнийского университета вместе со специалистами стартапа в области фотоники Optelligence LLC создали специальной оптический ускоритель сверточной нейронной сети. Это решение на основе фотоники, основанное на уникальных законах масштабирования в оптике. Неитерационная синхронизация процессора в сочетании с быстрой программируемостью и массовым параллелизмом позволяет системе оптического машинного обучения превосходить даже самые современные графические чипсеты более чем на порядок. И в дальнейшем новую систему можно еще оптимизировать. Существующее электронное оборудование для машинного обучения обрабатывает информацию последовательно. А новый оптический процессор использует оптику Фурье - концепцию частотной фильтрации, которая позволяет выполнять необходимые операции свертки нейронной сети, а также более простые поэлементные умножения с использованием технологии цифрового зеркала. Новый процессор может обрабатывать крупномасштабные матрицы за один временной шаг, что позволяет использовать новые векторы масштабирования для выполнения оптических сверток. А это уже имеет большой потенциал для развития машинного обучения. Прототип обрабатывает большие объемы информации - порядка петабайта в секунду, и поэтому открывает возможности для создания революционных фотонных машин будущего. Разработку можно применять в беспилотных автомобилях, сетях 5G, центрах обработки данных, биомедицинской диагностике, сфере безопасности данных и других.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025