Ayúdame

jueves, 12 de enero de 2023

Recolección de energía

 


Recolección de energía

Resumen

Un sistema de recolección de energía puede recolectar y utilizar la energía generada por un campo eléctrico. Las fibras de recolección están suspendidas de un sistema de soporte. El sistema de soporte está conectado eléctricamente a una carga mediante un cable de conexión. Las fibras colectoras pueden estar hechas de cualquier material conductor, pero se prefieren el grafeno, el carbono y el grafito. Se pueden usar diodos para restringir el reflujo o la pérdida de energía.

Imágenes ( 17 )

Clasificaciones

motores electrostaticos




















Descripción

CAMPO TÉCNICO
La presente descripción se relaciona generalmente con la energía y, más particularmente, se relaciona con sistemas y métodos para recolectar energía.
ANTECEDENTES
El concepto de electricidad de buen tiempo se ocupa del campo eléctrico y la corriente eléctrica en la atmósfera propagada por la conductividad del aire. El aire claro y en calma transporta una corriente eléctrica, que es el camino de regreso para miles de tormentas eléctricas que ocurren simultáneamente en cualquier momento alrededor de la tierra. Para simplificar, esta energía puede denominarse electricidad estática o energía estática.HIGO. 1ilustra un circuito meteorológico para devolver la corriente de un rayo, por ejemplo, a tierra 10 . Las corrientes meteorológicas 20 , 30 devuelven la nube a la corriente terrestre 40 .
En una tormenta eléctrica, se acumula una carga eléctrica y los electrones atraviesan un gas, lo ionizan y producen el destello del rayo. Como comprenderá un experto en la materia, el circuito completo requiere un camino de retorno para el destello del rayo. El ambiente es el camino de regreso del circuito. El campo eléctrico debido a la ruta de retorno atmosférica es relativamente débil en cualquier punto dado porque la energía de miles de tormentas eléctricas en todo el planeta se difunde sobre la atmósfera de toda la Tierra durante el tiempo bueno y tormentoso. Otros factores que contribuyen a que la corriente eléctrica esté presente en la atmósfera pueden incluir los rayos cósmicos que penetran e interactúan con la atmósfera terrestre, y también la migración de iones, así como otros efectos que aún no se han estudiado completamente.
Parte de la ionización en la atmósfera inferior es causada por sustancias radiactivas transportadas por el aire, principalmente radón. En la mayoría de los lugares del mundo, los iones se forman a un ritmo de 5 a 10 pares por centímetro cúbico por segundo al nivel del mar. Con el aumento de la altitud, la radiación cósmica hace que aumente la tasa de producción de iones. En áreas con alta exhalación de radón del suelo (o materiales de construcción), la tasa puede ser mucho más alta.
Los materiales alfa-activos son los principales responsables de la ionización atmosférica. Cada partícula alfa (por ejemplo, de un átomo de radón en descomposición), en su rango de algunos centímetros, creará aproximadamente 150,000-200,000 pares de iones.
Si bien hay una gran cantidad de energía utilizable disponible en la atmósfera, no se ha presentado un método o aparato para recolectar de manera eficiente esa energía. Por lo tanto, existe una necesidad no abordada hasta ahora en la industria para abordar las deficiencias e insuficiencias antes mencionadas.
RESUMEN
Las realizaciones de la presente descripción proporcionan sistemas y métodos para recolectar energía. Brevemente descrito en arquitectura, una realización del sistema, entre otras, puede implementarse mediante una estructura de soporte, comprendiendo la estructura de soporte al menos uno de un avión, dron, dirigible no rígido, globo, cometa, satélite, tren, motocicleta, bicicleta, monopatín , scooter, aerodeslizador, dispositivo electronico, Caja del dispositivo electrónico, cartelera, Torre de telefonía móvil, Torre de radio, Torre de cámaras, Pabellón, Poste telescópico, poste de luz, poste de electricidad, Torre de agua, edificio, Rascacielos, Coliseo, Techo, panel solar y una estructura fija o móvil de más de 1 pulgada de altura sobre el suelo o el nivel del mar; al menos un dispositivo de recogida con, en funcionamiento, puntos microscópicos de una sección transversal del dispositivo de recolección expuestos al medio ambiente conectados eléctricamente a la estructura de soporte; y una carga conectada eléctricamente al al menos un dispositivo de recogida.
También se puede considerar que las realizaciones de la presente descripción proporcionan métodos para recolectar energía. A este respecto, una realización de dicho método, entre otros, puede resumirse ampliamente en los siguientes pasos: suspender al menos un dispositivo de recolección con, en funcionamiento, puntos microscópicos de una sección transversal del dispositivo de recolección expuestos al medio ambiente de una estructura de soporte, el al menos un dispositivo de recolección conectado eléctricamente a la estructura de soporte, comprendiendo la estructura de soporte al menos uno de un avión, dron, dirigible no rígido, globo, cometa, satélite, tren, motocicleta, bicicleta, monopatín, scooter, aerodeslizador, dispositivo electrónico, caja de dispositivo electrónico, valla publicitaria, torre celular, torre de radio, torre de cámara, asta de bandera, poste telescópico, poste de luz, poste de electricidad, torre de agua, edificio, rascacielos, coliseo, azotea, panel solar y una estructura fija o móvil de más de 1 pulgada de altura sobre el suelo o el nivel del mar; y proporcionar una carga con una conexión eléctrica al al menos un dispositivo de recogida para extraer corriente.
Otros sistemas, métodos, características y ventajas de la presente descripción serán evidentes para los expertos en la técnica tras el examen de los siguientes dibujos y la descripción detallada. Se pretende que todos estos sistemas, métodos, características y ventajas adicionales se incluyan dentro de esta descripción, estén dentro del alcance de la presente descripción y estén protegidos por las reivindicaciones adjuntas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Muchos aspectos de la divulgación pueden entenderse mejor con referencia a los siguientes dibujos. Los componentes de los dibujos no están necesariamente a escala, sino que se hace hincapié en ilustrar claramente los principios de la presente descripción. Además, en los dibujos, los mismos números de referencia designan las partes correspondientes a lo largo de las diversas vistas.
HIGO. 1es un diagrama de circuito de un circuito de energía meteorológica.
HIGO. 2es una vista en perspectiva de una realización de ejemplo de muchos colectores de energía elevados sobre el suelo por una estructura.
HIGO. 2Aes una vista lateral de una fibra colectora de energía suspendida de un cable de soporte.
HIGO. 2Bes una vista lateral de una realización de ejemplo de una fibra colectora de energía suspendida de un cable de soporte y con un miembro de soporte adicional.
HIGO. 2Ces una vista en perspectiva de una estructura de soporte para múltiples fibras de recolección de energía.
HIGO. 2Des una vista lateral de un ejemplo de realización de una estructura de soporte para múltiples fibras colectoras de energía.
HIGO. 2Ees una vista lateral de una estructura de soporte para una fibra colectora de energía.
HIGO. 2Fes una vista lateral de un ejemplo de realización de una estructura de soporte para una fibra colectora de energía.
HIGO. 2Ges una vista lateral de una estructura de soporte para múltiples fibras de recolección de energía.
HIGO. 3es un diagrama de circuito de una realización de ejemplo de un circuito para la recolección de energía.
HIGO. 4es un diagrama de circuito de una realización de ejemplo de un circuito para la recolección de energía.
HIGO. 5es un diagrama de circuito de una realización de ejemplo de un circuito de recolección de energía para alimentar un generador y un motor.
HIGO. 6es un diagrama de circuito de una realización de ejemplo de un circuito para recolectar energía y usarla para la producción de hidrógeno y oxígeno.
HIGO. 7es un diagrama de circuito de una realización de ejemplo de un circuito para recolectar energía y usarla para impulsar una celda de combustible.
HIGO. 8es un diagrama de circuito de una realización de ejemplo de un circuito para recolectar energía.
HIGO. 9es un diagrama de flujo de una realización de ejemplo de recolección de energía con una fibra de recolección.
HIGO. 10es un diagrama de circuito de una realización de ejemplo de un circuito para recolectar energía de una fuente de polaridad dual.
HIGO. 11es un diagrama de sistema de una realización de ejemplo de un sistema de recolección de energía conectado a un vehículo automóvil.
HIGO. 12es un diagrama de sistema de una realización de ejemplo de un sistema de recolección de energía conectado a un vehículo lunar.
HIGO. 13es un diagrama de sistema de una realización de ejemplo de un sistema de recolección de energía que comprende dispositivos de recolección con un diodo.
HIGO. 14es un diagrama de sistema de una realización de ejemplo de un sistema de recolección de energía que comprende múltiples patas del sistema deHIGO. 13.
HIGO. 15es un diagrama de sistema de una realización de ejemplo de un molino de viento con colectores de energía.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Las cargas eléctricas en los conductores residen completamente en la superficie externa de los conductores y tienden a concentrarse más alrededor de las puntas y los bordes afilados que en las superficies planas. Por lo tanto, un campo eléctrico recibido por un punto conductor afilado puede ser mucho más fuerte que un campo recibido por la misma carga que reside en una gran capa conductora lisa. Un ejemplo de realización de esta divulgación aprovecha esta propiedad, entre otras, para recolectar y utilizar la energía generada por un campo eléctrico en la atmósfera. Con referencia al sistema de recolección 100 presentado enHIGO. 2, al menos un dispositivo de recogida 130 puede estar suspendido de un sistema de cables de soporte 120 soportado por postes 110 . El dispositivo colector 130 puede comprender un diodo o una fibra colectora individualmente, o la combinación de un diodo y una fibra colectora. El sistema de cable de soporte 120 se puede conectar eléctricamente a la carga 150 mediante el cable de conexión 140 . El sistema de alambre de soporte 120 puede tener cualquier forma o patrón. Además, el hilo conductor 140 puede ser un hilo o varios hilos. El dispositivo de recogida 130en forma de fibra puede comprender cualquier material conductor o no conductor, incluidos el carbono, el grafito, el teflón y el metal. Una realización de ejemplo utiliza fibras de carbono o grafito para la recolección de electricidad estática. El sistema de cables de soporte 120 y el cable de conexión 140 pueden estar hechos de cualquier material conductor, incluidos aluminio o acero, pero más notablemente, cobre. También se puede añadir teflón a dicho conductor, como ejemplos no limitativos de un cable impregnado de teflón, un cable con un revestimiento de teflón o tiras de teflón que cuelgan de un cable. Los hilos conductores 120 , 140 y 200 pueden ser hilos desnudos o revestidos con aislamiento como ejemplo no limitativo. Cables 120 y 140son un medio de transporte de la energía recogida por el dispositivo de recogida 130 .
Una realización de ejemplo de las fibras de recogida como dispositivo de recogida 130 incluye fibras de grafito o de carbono. Las fibras de grafito y carbono, a nivel microscópico, pueden tener cientos de miles de puntos. La electricidad atmosférica puede ser atraída a estos puntos. Si la electricidad atmosférica puede seguir dos caminos donde uno es una superficie plana y el otro es una superficie conductora puntiaguda, la carga eléctrica será atraída a la superficie conductora puntiaguda. En general, cuantos más puntos estén presentes, mayor será la energía que se pueda acumular. Por lo tanto, las fibras de carbono o grafito son ejemplos que demuestran capacidad de recolección.
En al menos un ejemplo de realización, la altura del cable de soporte 120 puede ser un factor importante. Cuanto más alto esté el dispositivo colector 130 de tierra, mayor será el potencial de voltaje entre el dispositivo colector 130 y la tierra eléctrica. El campo eléctrico puede ser de más de 100 voltios por metro bajo algunas condiciones. Cuando el cable de soporte 120 está suspendido en el aire a una altitud particular, el cable 120 recogerá una carga muy pequeña del voltaje ambiental. Cuando el dispositivo de recogida 130 está conectado al cable de soporte 120 , el dispositivo de recogida 130 se energiza y transfiere la energía al cable de soporte 120 .
Un diodo, no mostrado enHIGO. 2, puede estar conectado en varias posiciones en el sistema de recogida 100 . Un diodo es un componente que restringe la dirección de movimiento de los portadores de carga. Permite que una corriente eléctrica fluya en una dirección, pero esencialmente la bloquea en la dirección opuesta. Se puede pensar en un diodo como la versión eléctrica de una válvula de retención. El diodo se puede utilizar para evitar que la energía recogida se descargue a la atmósfera a través de la realización de fibra colectora del dispositivo colector 130 . Una realización ejemplar del dispositivo colector comprende el diodo sin fibra colectora. Sin embargo, una realización preferida incluye un diodo en el punto de conexión de una fibra colectora al sistema de soporte 120tal que el diodo se eleva por encima del suelo. Se pueden usar múltiples diodos entre el dispositivo de recolección 130 y la carga 150 . Además, en una realización con fibras múltiples, los diodos restringen la energía que se puede recoger a través de una fibra para que no se escape a través de otra fibra.
El dispositivo de recogida 130 se puede conectar y disponer en relación con el sistema de cables de soporte 120 por muchos medios. Algunos ejemplos no limitativos se proporcionan enFIGURAS. 2A-2Gusando una realización de fibra colectora.HIGO. 2Apresenta el alambre de soporte 200 con el miembro de conexión 210 para el dispositivo de recolección 130 . El miembro de conexión 210 puede ser cualquier material conductor que permita el flujo de electricidad desde el dispositivo de conexión 130 hasta el cable de soporte 200 . Entonces, como se muestra enHIGO. 2, el cable de soporte 200 del sistema de soporte 120 puede conectarse eléctricamente a través del cable conductor 140 a la carga 150 . Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición sobre el cable de la estructura de soporte. Una realización preferida coloca un diodo en una posición elevada en el punto de conexión entre una realización de fibra colectora del dispositivo colector 130 y el miembro de conexión 210 .
Asimismo,HIGO. 2Bmuestra la fibra colectora 130 eléctricamente conectada al cable de soporte 200 y también conectada al miembro de soporte 230 . El miembro de soporte 230 puede estar conectado a la fibra colectora 130 en cualquier lado. El miembro de soporte 230 mantiene la fibra estable en ambos extremos en lugar de dejar que se mueva libremente. El miembro de soporte 230 puede ser conductor o no conductor. Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición sobre el cable de la estructura de soporte. Una realización preferida coloca un diodo en una posición elevada en el punto de conexión entre la fibra colectora 130 y el cable de soporte 200 o entre la fibra 130, miembro de soporte 230 y alambre de soporte 200 .
HIGO. 2Cpresenta fibras colectoras múltiples en una disposición de jaula de ardilla con elementos de soporte superiores e inferiores. La estructura de soporte 250 se puede conectar al cable de estructura de soporte 200 mediante el miembro de soporte 240 . La estructura 250 tiene una parte superior 260 y una parte inferior 270 y cada una de las múltiples fibras colectoras 130 está conectada por un extremo a la parte superior 260 y por el otro extremo a la parte inferior 270 . Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición sobre la estructura de soporte 250 . Una realización preferida coloca un diodo en una posición elevada en el punto de conexión entre la fibra colectora 130y alambre de estructura de soporte 200 .
HIGO. 2Dpresenta otro ejemplo de realización de una estructura de soporte con miembros de soporte 275 en forma de x conectados al cable de estructura de soporte 200 en la intersección 278 con fibras colectoras 130 conectadas entre los extremos de los miembros de soporte 275 . Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición de la estructura de soporte. Una realización preferida coloca un diodo en una posición elevada en el punto de conexión entre la fibra colectora 130 y el cable de soporte 200 .
HIGO. 2Eproporciona otro ejemplo de realización para soportar la fibra colectora 130 . La fibra colectora 130 se puede conectar por un lado al elemento de soporte 285 , que se puede conectar al cable de estructura de soporte 200 en una primera ubicación y por el otro lado al elemento de soporte 280 , que se puede conectar al cable de estructura de soporte 200 en una segunda ubicación sobre estructura de soporte alambre 200Las ubicaciones primera y segunda pueden ser la misma ubicación, o pueden ser ubicaciones diferentes, incluso en diferentes cables de soporte. Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición de la estructura de soporte. Una realización preferida coloca uno o más diodos en posiciones elevadas en los puntos de conexión entre la fibra colectora 130 y el cable de soporte 200 .
HIGO. 2Fpresenta otro ejemplo de realización de un soporte para una fibra colectora. Dos miembros de soporte 290 pueden soportar cualquier lado de una fibra colectora y están conectados al cable de soporte 200 en un solo punto. Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición de la estructura de soporte. Una realización preferida coloca un diodo en una posición elevada en el punto de conexión entre la fibra colectora 130 y el cable de soporte 200 .
HIGO. 2Gproporciona dos soportes como se indica enHIGO. 2Fde modo que al menos dos miembros de soporte 292 , 294 puedan conectarse al cable de estructura de soporte 200 en múltiples ubicaciones y las fibras colectoras 130 puedan conectarse entre cada extremo de las estructuras de soporte. Las fibras colectoras 130 pueden estar conectadas entre cada extremo de una única estructura de soporte y entre múltiples estructuras de soporte. Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición de la estructura de soporte. Una realización preferida coloca uno o más diodos en posiciones elevadas en los puntos de conexión entre la fibra colectora 130 y el cable de estructura de soporte 200 .
HIGO. 3proporciona un diagrama esquemático del circuito de almacenamiento 300 para almacenar energía recolectada por uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2). La carga 150 induce el flujo de corriente. El diodo 310 puede conectarse eléctricamente en serie entre uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2) y carga 150 . Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición del circuito. El interruptor 330 puede conectarse eléctricamente entre la carga 150 y al menos un dispositivo de recolección ( 130 deHIGO. 2) para conectar y desconectar la carga. El condensador 320 puede conectarse en paralelo al interruptor 330 y la carga 150 para almacenar energía cuando el interruptor 330 está abierto para entregar a la carga 150 cuando el interruptor 330 está cerrado. El rectificador 340 puede conectarse eléctricamente en paralelo a la carga 150 , entre el extremo receptor del interruptor 330 y tierra. El rectificador 340 puede ser un rectificador de onda completa o de media onda. El rectificador 340 puede incluir un diodo conectado eléctricamente en paralelo a la carga 150 , entre el extremo receptor del interruptor 330y tierra La dirección del diodo del rectificador 340 es opcional.
En una realización de ejemplo proporcionada enHIGO. 4, el circuito de almacenamiento 400 almacena energía de uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2) cargando el condensador 410 . Si no se usa el condensador de carga 410 , entonces se elimina la conexión a tierra que se muestra en el condensador 410 . Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición del circuito. El diodo 310 puede conectarse eléctricamente en serie entre uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2) y carga 150 . El diodo 440 se puede colocar en serie con la carga 150 . El voltaje del condensador 410 se puede usar para cargar el espacio de chispas 420 cuando alcanza el voltaje suficiente. El chispero 420 puede comprender uno o más chisperos en paralelo. Los ejemplos no limitantes de la vía de chispas 420 incluyen interruptores de láminas de mercurio e interruptores de láminas humedecidos con mercurio. Cuando el espacio de chispas 420 forma un arco, la energía formará un arco desde un extremo del espacio de chispas 420 hasta el extremo receptor del espacio de chispas 420 . La salida del espacio de chispa 420 puede conectarse eléctricamente en serie al rectificador 450El rectificador 450 puede ser un rectificador de onda completa o de media onda. El rectificador 450 puede incluir un diodo conectado eléctricamente en paralelo al transformador 430 y la carga 150 , entre el extremo receptor del espacio de chispa 420 y tierra. La dirección del diodo del rectificador 450 es opcional. La salida del rectificador 450 está conectada al transformador 430 para impulsar la carga 150 .
HIGO. 5presenta el circuito controlador de motor 500 . Uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2) están conectados eléctricamente al motor de electricidad estática 510 , que acciona el generador 520 para impulsar la carga 150 . Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición del circuito. El motor 510 también se puede conectar directamente a la carga 150 para accionarla directamente.
HIGO. 6demuestra un circuito 600 para producir hidrógeno. Puede colocarse una pluralidad de diodos en cualquier posición del circuito. Uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2) están conectados eléctricamente al espacio de chispas primario 610 , que puede estar conectado al espacio de chispas secundario 640 . Los ejemplos no limitantes de vías de chispas 610 , 640 incluyen interruptores de láminas de mercurio e interruptores de láminas humedecidos con mercurio. El espacio de chispas secundario 640 puede sumergirse en agua 630 dentro del contenedor 620 . Cuando se energiza el espacio de chispas secundario 640 sumergido en agua 630 , el espacio de chispas 640 puede producir burbujas de hidrógeno y oxígeno, que pueden recolectarse para usarse como combustible.
HIGO. 7presenta el circuito 700 para accionar una pila de combustible. Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición del circuito. Dispositivos de recogida ( 130 deHIGO. 2) proporcionan energía a la celda de combustible 720 que impulsa la carga 150 . La celda de combustible 720 puede producir hidrógeno y oxígeno.
HIGO. 8presenta el ejemplo del circuito 800 para la captación de energía. El circuito de almacenamiento 800 almacena energía de uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2) cargando el condensador 810 . Si no se usa el condensador de carga 810 , entonces se elimina la conexión a tierra mostrada en el condensador 810 . Se puede colocar una pluralidad de diodos en cualquier posición del circuito. El voltaje del condensador 810 se puede usar para cargar el espacio de chispas 820 cuando alcanza el voltaje suficiente. El espacio de chispas 820 puede comprender uno o más espacios de chispas en paralelo o en serie. Los ejemplos no limitativos de descargadores de chispas 820 incluyen interruptores de láminas de mercurio e interruptores de láminas humedecidos con mercurio. Cuando el espacio de chispas 820 forma un arco, la energía formará un arco desde un extremo del espacio de chispas 820 hasta el extremo receptor del espacio de chispas 820La salida del espacio de chispas 820 puede conectarse eléctricamente en serie al rectificador 825 . El rectificador 825 puede ser un rectificador de onda completa o de media onda. El rectificador 825 puede incluir un diodo conectado eléctricamente en paralelo al inductor 830 y la carga 150 , entre el extremo receptor del espacio de chispa 820 y tierra. La dirección del diodo del rectificador 825 es opcional. La salida del rectificador 825 está conectada al inductor 830 . El inductor 830 puede ser un inductor de valor fijo o un inductor variable. El condensador 870 se puede colocar en paralelo con la carga150 .
HIGO. 9presenta un diagrama de flujo de un método para recolectar energía. En el bloque 910 , uno o más dispositivos de recolección pueden estar suspendidos de un cable de estructura de soporte. En el bloque 920 , se puede conectar eléctricamente una carga al cable de la estructura de soporte para extraer corriente. En el bloque 930 se puede conectar eléctricamente un diodo entre el cable de la estructura de soporte y la conexión eléctrica a la carga. En el bloque 940 , la energía proporcionada a la carga puede almacenarse o utilizarse de otro modo.
HIGO. 10presenta el circuito 1000 como un ejemplo de realización para la recolección de energía de una fuente de doble polaridad. Esto se puede usar, por ejemplo, para recolectar energía atmosférica que invierte su polaridad en comparación con el suelo. Se ha descubierto que tal inversión de polaridad ocurre ocasionalmente en la Tierra durante, por ejemplo, tormentas eléctricas y mal tiempo, pero también se ha observado durante el buen tiempo. Tal inversión de polaridad también puede ocurrir en otros cuerpos planetarios, incluidos Marte y Venus. La polaridad energética en otros planetas, en el espacio profundo o en otros cuerpos celestes puede ser predominantemente negativa o predominantemente positiva. Fibras colectoras ( 130 deHIGO. 2), que pueden comprender grafeno, silicona y/u otros materiales similares, son capaces de recoger energía positiva y/o energía negativa, y el circuito 1000 es capaz de procesar energía positiva y/o negativa, proporcionando una salida que siempre es positiva. El circuito 1000 puede recolectar energía de uno o más dispositivos de recolección ( 130 deHIGO. 2). El condensador de carga 1010 puede usarse para almacenar una carga hasta que el voltaje en el espacio de chispa 1020 alcance el voltaje de chispa. El condensador 1010 es opcional.
Se puede colocar una pluralidad de diodos en una pluralidad de posiciones en el circuito 1000 . El voltaje del condensador 1010 puede usarse para cargar el espacio de chispas 1020 a un voltaje suficiente. El chispero 1020 puede comprender uno o más chisperos en paralelo o en serie. Los ejemplos no limitativos de descargadores de chispas 1020 incluyen interruptores de láminas de mercurio, interruptores de láminas humedecidos con mercurio, descargadores de chispas de separación abierta e interruptores electrónicos. Cuando el espacio de chispas 1020 forma un arco, la energía formará un arco desde un extremo emisor del espacio de chispas 1020 hasta un extremo receptor del espacio de chispas 1020 . La salida del espacio de chispa 1020 está conectada eléctricamente al ánodo del diodo 1022y el cátodo del diodo 1024 . El cátodo del diodo 1022 está conectado eléctricamente al cátodo del diodo 1026 y al inductor 1030 . El inductor 1030 puede ser un inductor de valor fijo o un inductor variable. El ánodo del diodo 1026 está eléctricamente conectado a tierra. El condensador 1028 está eléctricamente conectado entre tierra y la unión de los cátodos del diodo 1022 y el diodo 1026 . El inductor 1035 está eléctricamente conectado entre tierra y el ánodo del diodo 1024 . Inductor 1035puede ser un inductor de valor fijo o un inductor variable. El condensador 1070 , el ánodo del diodo 1026 , el inductor 1035 y la carga 1050 están eléctricamente conectados a tierra. El condensador 1070 se puede colocar en paralelo con la carga 150 .
FIGURAS. 11 y 12proporcionar realizaciones de ejemplo del vehículo 1110 , que utiliza electricidad, empleando el vehículo los sistemas de recolección de energía proporcionados en este documento. Vehículo 1100 enHIGO. 11se muestra como un vehículo automóvil, pero podría ser cualquier medio de locomoción que utilice electricidad, incluidos un automóvil, un tren, una motocicleta, un barco, un avión, vehículos móviles robóticos, naves espaciales, etc. Vehículo 1200 enHIGO. 12se muestra como un vehículo explorador lunar. EnFIGURAS. 11 y 12, la varilla de soporte 1110 , 1210 está conectada eléctricamente a un sistema eléctrico en el vehículo 1100 , 1200 . Los colectores de energía 130 , que pueden comprender grafeno, silicona y/u otros materiales similares, están eléctricamente conectados a la varilla de soporte 1110 , 1210 y pueden usarse para suministrar energía a los circuitos eléctricos dentro del vehículo. Un uso no limitativo incluye una carga de recarga para un sistema de batería, producción de hidrógeno a bordo y/o asistencia en el mismo. Los colectores de energía 130 pueden usarse para aumentar la eficiencia de la locomoción que también utiliza energía eléctrica.
HIGO. 13proporciona una realización de ejemplo del sistema de recolección de energía 1200 en el que el diodo 310 se usa para aislar los dispositivos de recolección 130 del espacio de chispa 1020 y la carga 150 . Los dispositivos de recogida 130 pueden comprender grafito, fibras de carbono, carbono/fibras de carbono, grafeno, siliceno y/u otros materiales similares, o una mezcla de los mismos.
HIGO. 14proporciona una realización de ejemplo del sistema de recolección de energía 1400 en el que una pluralidad de sistemas de recolección de energía, como el provisto enHIGO. 13, están combinados. Cada pata consta de dispositivos colectores 130 , que pueden comprender grafeno, silicona y/u otros materiales similares, y el diodo 310 está conectado en paralelo con otras patas, cada pata conectada eléctricamente al cable troncal 1410 . Las patas también se pueden conectar en serie. El cable principal 1410 está conectado eléctricamente a un circuito colector, que puede comprender la carga 150 y el espacio de chispas 1020 en cualquier configuración que se haya discutido anteriormente. Cada pata puede comprender uno o más dispositivos de recolección 130 y al menos un diodo conectado eléctricamente entre los dispositivos de recolección y el circuito de recolección. Aunque tres dispositivos de recolección130 se muestran en cada pata, se puede usar cualquier número de dispositivos de recolección. Aunque se muestran cuatro patas, puede usarse cualquier número de patas.
HIGO. 15presenta un diagrama de sistema de una realización de ejemplo de un molino de viento con colectores de energía, que pueden comprender grafeno, siliceno y/u otros materiales similares en una realización de ejemplo. Un molino de viento es un motor impulsado por la energía del viento para producir formas alternativas de energía. Pueden, por ejemplo, implementarse como pequeños motores eólicos montados en torres que se utilizan para bombear agua en granjas. Las modernas máquinas de energía eólica utilizadas para generar electricidad se denominan más correctamente turbinas eólicas. Las aplicaciones comunes de los molinos de viento son la molienda de granos, el bombeo de agua, la trilla y los aserraderos. A lo largo de los siglos, los molinos de viento han evolucionado hasta convertirse en bombas de agua impulsadas por viento y generadores de energía eléctrica más sofisticados y eficientes. En una realización de ejemplo, como se proporciona enHIGO. 10, la torre de molino de viento 1500 de altura adecuada y/o la hélice 1520 de la torre de molino de viento 1500 pueden estar equipados con fibras colectoras de energía 1530 , 1540 , que pueden comprender grafeno, silicona y/u otros materiales similares en una realización de ejemplo. La recogida de fibras 1530 , 1540 puede convertir el molino de viento 1500 en un activo de producción de energía incluso cuando no hay suficiente viento para hacer girar las hélices 1520 . Durante los períodos en que hay suficiente viento para hacer girar las hélices 1520 , recolectando fibras 1530 , 1540puede complementar/aumentar la cantidad de energía que produce el molino de viento.
Un molino de viento es un motor impulsado por la energía del viento para producir formas alternativas de energía. Pueden, por ejemplo, implementarse como pequeños motores eólicos montados en torres que se utilizan para bombear agua en granjas. Las modernas máquinas de energía eólica utilizadas para generar electricidad se denominan más correctamente turbinas eólicas. Las aplicaciones comunes de los molinos de viento son la molienda de granos, el bombeo de agua, la trilla y los aserraderos. A lo largo de los siglos, los molinos de viento han evolucionado hasta convertirse en bombas de agua impulsadas por viento y generadores de energía eléctrica más sofisticados y eficientes. En una realización de ejemplo, como se proporciona enHIGO. 10, la torre de molino de viento 1000 de altura adecuada y/o la hélice 1020 de la torre de molino de viento 1000 pueden estar equipados con fibras colectoras de energía 1030 , 1040 . La recogida de fibras 1030 , 1040 puede convertir el molino de viento 1000 en un activo de producción de energía incluso cuando no hay suficiente viento para hacer girar las hélices 1020 . Durante los períodos en los que hay suficiente viento para hacer girar las hélices 1020 , la recogida de fibras 1030 , 1040 puede complementar/aumentar la cantidad de energía que produce el molino de viento.
El molino de viento 1500 , debidamente equipado con colectores de iones 1530 , 1540 , como un ejemplo no limitativo de fibras con grafeno, siliceno y/u otros materiales similares, puede producir electricidad: 1) en virtud de proporcionar altitud a la fibra para recolectar iones , y 2) mientras la hélice está girando, en virtud del viento que sopla sobre la fibra produciendo electricidad, entre otras razones, por el efecto triboeléctrico (sin embargo, también es posible que se produzca el efecto triboeléctrico, produciendo electricidad, en vientos demasiado débiles para girar la hélice).
Hay al menos dos formas en que los colectores de energía pueden emplearse en una hélice de molino de viento para recolectar energía. Las hélices 1520 pueden estar equipadas con colectores de energía 1530 , 1540 unidos o soportados por la hélice 1520 con cables (o metal incrustado en la hélice 1520 ) que conectan eléctricamente los colectores de energía 1530 , 1540 , que pueden comprender grafeno, silicona y/o u otros materiales similares, a un circuito de conversión de carga o potencia. Puede haber un requisito para aislar eléctricamente los colectores de energía 1530 , 1540 , que se agregan a la hélice 1520, desde tierra eléctrica, de modo que la energía recolectada no se cortocircuite a tierra a través de la propia hélice 1520 oa través de la torre de soporte 1510 , sino que se transmita al circuito de conversión de carga o energía. Los colectores de energía pueden estar conectados al extremo de las hélices 1520 como los colectores 1530 . Alternativamente, los colectores de energía pueden estar conectados a los lados de las hélices 1520 , como los colectores 1540 .
Alternativamente, la hélice 1520 se puede construir de fibra de carbono u otro material adecuado, con cables (o se puede usar la hélice de soporte de metal estructural 1520 ) que se conectan eléctricamente a un circuito de conversión de carga o potencia. En el caso de que la propia hélice 1520 esté construida con fibra de carbono, por ejemplo, la fibra puede tener un "acabado rugoso" en áreas seleccionadas para que la fibra quede "vellosa". Por ejemplo, pequeñas porciones pueden salir al aire como un medio para mejorar la eficiencia de recolección. Las partes difusas de los colectores 1530 , 1540 pueden hacer gran parte de la recolección. Puede haber un requisito para aislar eléctricamente la hélice de fibra de carbono 1520de tierra eléctrica, de manera que la energía que recolecta no se cortocircuite a tierra a través de la torre de soporte de metal 1510 , sino que se transmita al circuito de conversión de carga o energía. Se pueden implementar diodos dentro del circuito para evitar el reflujo de energía, aunque los diodos pueden no ser necesarios en algunas aplicaciones.
En una realización alternativa, el molino de viento 1500 puede usarse como base sobre la que asegurar una torre de extensión aún más alta para soportar los colectores de energía y/o soportes horizontales que se extienden desde la torre 1510 para soportar los colectores de energía. La energía eléctrica puede generarse a través de la recolección de iones debido a la altitud y también cuando sopla una brisa o viento sobre los colectores sostenidos por la torre 1510 .
En realizaciones alternativas al molino de viento 1500 , otras estructuras de soporte de ejemplo no limitantes incluyen aviones, drones, dirigibles no rígidos, globos, cometas, satélites, automóviles, botes, camiones (incluidos automóviles y otros neumáticos de transporte), trenes, motocicletas, bicicletas, monopatines , scooters, aerodeslizadores (automóviles y medios de transporte de cualquier tipo), vallas publicitarias, torres de telefonía móvil, torres de radio, torres de cámaras, astas de banderas, torres de cualquier tipo, incluidas telescópicas, postes de luz, postes de servicios públicos, torres de agua, edificios, rascacielos, coliseos, tejados, paneles solares y todas las estructuras fijas o móviles que superen una pulgada de altura sobre el suelo o el nivel del mar.
Una realización de ejemplo de una estructura de soporte también puede incluir teléfonos móviles y otros dispositivos electrónicos y sus estuches, incluidos estuches que contienen baterías recargables. Por ejemplo, alguien puede colocar su teléfono celular u otro dispositivo electrónico o paquete de baterías en el alféizar de la ventana de un edificio alto de apartamentos para ayudar a cargarlo. Otros ejemplos de estructuras de soporte pueden incluir estaciones espaciales, estructuras lunares y marcianas, cohetes, rovers planetarios y drones, incluidos robots y entidades de inteligencia artificial.
En algunas condiciones, se puede encontrar que el voltaje ambiental es de 180 a 400 voltios a alrededor de 6 pies, con baja corriente. Con la nueva generación de dispositivos de baja corriente en desarrollo, un sombrero que contenga material de recolección de iones puede proporcionar suficiente carga, o carga suplementaria, recolectada con el tiempo para ayudar a alimentar dispositivos de baja corriente como futuros teléfonos celulares, dispositivos de rastreo, GPS, dispositivos de audio, dispositivos inteligentes. gafas, etc. La ropa también puede incluirse como ejemplos de estructuras de soporte. La fricción del material de recolección de iones (como ejemplos no limitativos de carbono, grafito, silicona y grafeno) contra materiales diferentes, como lana, poliéster, algodón, etc. (utilizados en la ropa) puede generar un voltaje cuando se frotan entre sí. . Además, se ha demostrado que el viento que pasa sobre el material de recolección de iones genera voltaje, incluso a baja altitud.
Cualquier descripción de proceso o bloque en los diagramas de flujo debe entenderse como una representación de módulos, segmentos o porciones de código que incluyen una o más instrucciones ejecutables para implementar funciones lógicas específicas o pasos en el proceso, y las implementaciones alternativas se incluyen dentro del alcance de la preferencia. realización de la presente divulgación en la que las funciones pueden ejecutarse fuera del orden mostrado o discutido, incluso sustancialmente al mismo tiempo o en orden inverso, dependiendo de la funcionalidad involucrada, como entenderán los razonablemente expertos en la técnica de la presente divulgación.
Debe enfatizarse que las realizaciones descritas anteriormente de la presente divulgación, en particular, cualquier realización "preferida", son simplemente ejemplos posibles de implementaciones, simplemente establecidas para una comprensión clara de los principios de la divulgación. Se pueden realizar muchas variaciones y modificaciones a la(s) realización(es) descrita(s) anteriormente de la divulgación sin apartarse sustancialmente del espíritu y los principios de la divulgación. Todas estas modificaciones y variaciones están destinadas a ser incluidas aquí dentro del alcance de esta divulgación y la presente divulgación y protegidas por las siguientes reivindicaciones.

Reclamaciones (20)
Ocultar dependiente

Por lo tanto, al menos se reclama lo siguiente:
1. Un método de recolección de energía que comprende:
suspender al menos un dispositivo de recogida con, en funcionamiento, puntos microscópicos de una sección transversal del dispositivo de recogida expuestos al medio ambiente desde una estructura de soporte, el al menos un dispositivo de recogida conectado eléctricamente a la estructura de soporte, comprendiendo la estructura de soporte al menos uno de un avión, zumbido, globo, cometa, satélite, tren, motocicleta, bicicleta, patineta, scooter, aerodeslizador, dispositivo electronico, caja de dispositivo electronico, cartelera, torre celular, torre de radio, torre de cámara, asta de bandera, poste telescópico , poste de luz, poste de servicios públicos, torre de agua, edificio, rascacielos, coliseo, azotea, panel solar y una estructura fija o móvil que exceda 1 pulgada de altura sobre el suelo o el nivel del mar; y
proporcionar una carga con una conexión eléctrica al al menos un dispositivo de recogida para extraer corriente.
2. El método dereclamo 1, en el que el dispositivo de captación capta la energía por efecto triboeléctrico.
3. El método dereclamo 1, en el que el dispositivo de recogida comprende una fibra de recogida.
4. El método dereclamo 1, en el que el dispositivo de recogida comprende un diodo y una fibra de recogida y el diodo está conectado eléctricamente entre la fibra de recogida y la carga.
5. El método dereclamo 1, que comprende además almacenar energía proporcionada a la carga.
6. El método dereclamo 5, en el que almacenar energía proporcionada a la carga comprende almacenar energía en un condensador o un inductor.
7. El método dereclamo 3, en el que la fibra colectora comprende al menos uno de carbono, grafito, siliceno y grafeno.
8. Un sistema de captación de energía que comprenda:
una estructura de soporte, la estructura de soporte que comprende al menos uno de un avión, dron, dirigible no rígido, globo, cometa, satélite, tren, motocicleta, bicicleta, patineta, scooter, aerodeslizador, dispositivo electrónico, caja de dispositivo electrónico, valla publicitaria, torre celular, radio torre, torre de cámara, asta de bandera, asta telescópica, poste de luz, poste de electricidad, torre de agua, edificio, rascacielos, coliseo, azotea, panel solar y una estructura fija o móvil que exceda 1 pulgada de altura sobre el suelo o el nivel del mar;
al menos un dispositivo de recogida con, en funcionamiento, puntos microscópicos de una sección transversal del dispositivo de recogida expuestos al medio ambiente conectados eléctricamente a la estructura de soporte; y
una carga conectada eléctricamente al al menos un dispositivo de recogida.
9. El sistema dereclamo 8, en el que el dispositivo de captación capta la energía por efecto triboeléctrico.
10. El sistema dereclamo 8, en el que el dispositivo de recogida comprende una fibra de recogida.
11. El sistema dereclamo 8, en el que el dispositivo de recogida comprende una fibra de recogida y un diodo conectado eléctricamente entre la carga y la fibra de recogida.
12. El sistema dereclamo 11, en el que el diodo está elevado con respecto al nivel del suelo.
13. El sistema dereclamo 10, en el que la fibra colectora comprende al menos uno de carbono, grafito, siliceno o grafeno.
14. El sistema dereclamo 8, que comprende además un diodo conectado eléctricamente entre el al menos un dispositivo de recogida y la estructura de soporte.
15. El sistema dereclamo 8, que comprende además: un interruptor conectado en serie entre el al menos un dispositivo de recogida y la carga; y un condensador conectado en paralelo con el interruptor y la carga.
16. El sistema dereclamo 15, en el que el interruptor comprende un interruptor conectado entre la carga y al menos un dispositivo colector, y en el que el interruptor comprende al menos uno de un tubo fluorescente, una bombilla de neón, una luz de CA y un espacio de chispa.
17. El sistema dereclamo 8, que comprende además: un motor para proporcionar energía, el motor conectado entre el al menos un dispositivo de recolección y la carga; y un generador accionado por el motor.
18. El sistema dereclamo 8, comprendiendo además una celda de combustible entre la estructura de soporte y la carga.
19. El sistema dereclamo 18, en el que la pila de combustible produce hidrógeno y oxígeno.
20. Un sistema de captación de energía que comprende:
medios para suspender al menos un dispositivo de recogida con, en funcionamiento, puntos microscópicos de una sección transversal del dispositivo de recogida expuestos al medio ambiente, el al menos un dispositivo de recogida conectado eléctricamente a los medios de suspensión, comprendiendo los medios de suspensión al menos uno de un avión, zumbido, globo, cometa, satélite, tren, motocicleta, bicicleta, patineta, scooter, aerodeslizador, dispositivo electronico, caja de dispositivo electronico, cartelera, torre celular, torre de radio, torre de cámara, asta de bandera, poste telescópico , poste de luz, poste de servicios públicos, torre de agua, edificio, rascacielos, coliseo, azotea, panel solar y una estructura fija o móvil que exceda 1 pulgada de altura sobre el suelo o el nivel del mar;
medios para inducir el flujo de corriente, los medios para inducir el flujo de corriente conectados eléctricamente a los medios para suspender; y
medios para restringir el reflujo de los portadores de carga, los medios para restringir el reflujo de los portadores de carga conectados eléctricamente entre el al menos un dispositivo de recogida y los medios para inducir el flujo de corriente.

No hay comentarios:

Publicar un comentario