Многие, наверное, видели, а кое-кто даже ещё и застал (как автор) часы с кукушкой, где для приведения в действие часового механизма использовались грузики, обычно в виде еловых шишек.
Подобный принцип используется во многих механизмах с гравитационным приводом, однако кое-кому пришла в голову идея: «а что, если использовать это для генерации электроэнергии?»
В этой статье мы рассмотрим компактную версию таких генераторов, а также концепцию весьма интересных мощных генераторов нового типа (таких ещё не было) ;-)
В 2013 году появился любопытный стартап под названием GravityLight, создателями которого явились два лондонских изобретателя, представивших свою идею миру и запустивших сбор средств на одной из краудфандинговых платформ — Indiegogo, где в результате проведения кампании по сбору средств они многократно превысили изначальную цель в 55 000 долларов, собрав в итоге около 400 000 долларов. Сама идея была признана авторитетным журналом Time одним из самых значимых изобретений 2013 года, так как изобретатели задались целью обеспечить освещением бедные слои населения в развивающихся странах, избавив их от постоянных трат на керосин для керосиновых ламп (да, есть страны, где ещё живут так).
Первая версия устройства использовала гибкий ремень с отверстиями, на который подвешивался груз в виде синтетического мешка, который можно было наполнить камнями или песком таким образом, чтобы вес мешка получился в районе 8–10 кг.
Для работы устройства редуктор подвешивался за крюк сверху — так же, как и в часах с кукушкой. Груз поднимался на самый верх и плавно начинал спускаться, вращая редуктор.
Таким образом, подъём на высоту около 1,8 м позволял обеспечить свечение встроенного светодиода в течение 20–30 минут, где яркость свечения можно было менять с помощью переключателя на корпусе, имеющего три положения, каждое из которых означало отдельное фиксированное передаточное соотношение редуктора.
То есть, например, если выставить самый яркий режим, то это означало и самое быстрое опускание груза:
Желающие более подробно ознакомиться с этим устройством могут почитать о нём на официальной странице краудфандинговой платформы.
В дальнейшем устройство пережило апгрейд, и была выпущена вторая версия, где дырчатый ремень был заменён на верёвку с шариками, что позволило уменьшить величину усилия, необходимого для подъёма груза снова на изначальную высоту (после опускания груза в самый низ обратный его подъём осуществляется за счёт вытягивания верёвки с шариками):
Таким образом, «перезарядка» этого устройства за счёт подъёма груза на изначальную высоту стала требовать меньше усилий, чем в первой версии*.
*Специально хочу отметить, что это версия объяснения широко растиражированная, в чём я сразу очень сильно усомнился, заподозрив, что шарики — это, конечно, хорошо (руки не будут проскальзывать при поднимании груза), но что-то здесь есть ещё и другое…
Как показали мои исследования, так оно и оказалось — об этом подробнее будет ниже ;-)
В отличие от первого устройства, вторая версия получила, кроме встроенного светодиода, возможность подключения вплоть до 2 светильников дополнительно, чтобы осветить разные места в доме.
Как можно видеть ниже, устройство довольно неочевидного принципа действия из-за большого количества верёвок с шариками.
Тем не менее, удалось найти кое-какую информацию о внутренней конструкции:
Информации в сети не так много, и каких-либо обзоров с разбором устройства нет. Но, тем не менее, приложив значительные усилия, мне, кажется, удалось выяснить, как же этот аппарат работает!
Для начала, если мы посмотрим на устройство изнутри, то увидим, что механическая часть аппарата представляет собой тонкий планетарный редуктор достаточно сложного устройства:
Как можно видеть на показанных выше картинках, там рассмотрен процесс разбора редуктора генератора послойно, где в левом верхнем углу находится часть редуктора с самым большим усилием, а в правом нижнем углу — часть редуктора с самым низким усилием и самой большой скоростью вращения.
Таким образом, прикладывая большое усилие в левом верхнем углу (т.е. подвесив большой груз), мы получаем большую скорость вращения в правом нижнем углу, где крутящий момент уже маленький и достаточно даже одной шестерёнки, чтобы передавать усилие на шкив, вращающий генератор.
Таким образом, можно отметить, что из левого верхнего угла в правый нижний угол картинок количество шестерён зацеплений всё время уменьшается, сводясь к всего одной шестерне в правом нижнем углу.
Кстати говоря, если мы обратимся к этому правому нижнему углу, то там мы заметим передачу вращения резиновым пассиком на генератор (к слову, его вал вращается со скоростью в 1600 об/мин).
Почему так было сделано: как говорят разработчики, если бы здесь поставить шестерню, то это при вращении на таких скоростях вызывало бы неимоверный грохот бьющихся друг о друга зубцов. В таком варианте, когда используется резиновая передача, редуктор работает практически бесшумно. Всё просто!
Первая версия устройства вырабатывала порядка 0,1 Вт, а вторая порядка 0,2 Вт, почему и были установлены светодиоды, а не что-то мощнее.
Однако устройства изначально не были предназначены для выработки большой мощности, так как должны были обеспечить хоть какое-то освещение с минимальными затратами.
А теперь посмотрим на устройство снаружи:
Здесь мы снова увидим весьма неочевидные вещи, и вообще с первого взгляда совершенно непонятно, как это работает…
Однако сразу же, как я увидел это устройство в первый раз, у меня закрались смутные подозрения — «что-то это всё мне напоминает…».
И тут как «эврика!» пробила догадка: да это ж полиспаст — система блоков, предназначенная для выигрыша в силе!
И тогда всё сразу становится на свои места и становится абсолютно понятно, почему устройство разделено на два отдельных блока, расположенных под острым углом друг к другу (насчёт самого угла пока понять ещё не удалось, но как оно работает — понятно): вот эти два блока колёс, расположенных под острым углом друг к другу, связаны друг с другом исключительно верёвкой с шариками, которая проходит через сборку блоков (полиспаст) и облегчает подъём тяжёлого груза!
Частью полиспаста является также сборка из большого и малого колёс, где по торцу большого колеса протягивается верёвка с оранжевыми шариками, с помощью которой мы и поднимаем груз, подвешенный на верёвке с чёрными шариками!
Таким образом, устройство чётко разделено на два сектора: условно назовём их «сектор генерации» и «сектор перезарядки». Вот и всё! :-)
К слову, почему я вообще догадался об этом полиспасте: буквально этим летом мне приходилось делать его самостоятельно: у родителей перед домом есть гараж с погребом, крышка которого на зиму была утеплена довольно тяжёлым утеплителем, где я «сначала сделал, а потом подумал», и не смог поднять в итоге эту готовую крышку даже сам! :-D
Затем вынужденно начал искать способы облегчения веса, где в результате нашёл описание этого полиспаста и установил его: в результате крышку стало возможно поднимать даже «мизинчиком»!
Чувствуется, что сама идея такого использования гравитационных приводов занимает умы многих, так как нечто подобное, компактное, уже пробовали делать довольно известные личности с тем же стабильно позитивным результатом (только этот разработчик, видео которого приведено ниже, похоже, не подумал о резиновой передаче, от чего мы и слышим на видео такой дикий шум):
При рассмотрении такого рода генераторов, наверное, чуть ли не первой возникает мысль (по крайней мере, у меня), что неплохо было бы их использовать для зарядки смартфона, например разместив в рюкзаке некую трубку с грузом-поршнем, который будет тянуть за тягу генератора, и по примерно рассмотренной выше системе с использованием полиспаста можно будет перезаряжать генератор.
Проблема заключается в том, что груз этот должен быть весьма большого веса: расчёты показывают, что если использовать относительно комфортный груз в 4 кг («относительно комфортный» :-) ), во время спуска его на 35 см это позволит за один спуск получать около 6 Дж, в то время как ёмкость аккумулятора современного смартфона, например на 3000 мА·ч, потребует для полной зарядки порядка 39 600 Дж. Другими словами, нам пришлось бы опустить груз аж целых 6600 раз для зарядки смартфона! «Неудобно» — мягко говоря…
Ниже мы придём к совершенно поразительному (даже для меня самого) решению, наберитесь терпения. ;-)
В ходе размышлений над этой темой я задумался ещё над тем, а что если вручную растягивать некую пружину, чтобы она, уже плавно сжимаясь или разжимаясь, вырабатывала электричество?
Но от этой идеи я отказался сразу, так как усилие пружины будет достаточно сильно плавать в широких пределах по мере сжимания или разжимания, да и, к тому же, как-то эту пружину надо растянуть или сжать, что тоже не самый лёгкий вопрос…
А что у нас есть ещё из мощных источников энергии? Первое, что приходит в голову — это сжатый газ.
Например, можно было бы реализовать следующее: небольшой стандартный баллон на 300 бар, который через пневморедуктор, подаёт давление на небольшой пневмоцилиндр (они бывают весьма компактные, например, диаметром в 30 мм и ходом штока в 50–100 мм), который уже и тянул бы редуктор.
Я здесь сознательно опускаю всякие детали конструкции (для простоты рассмотрения, чтобы не утонуть в деталях) вроде управляющего микроконтроллера, концевых переключателей, пневмопереключателей (они непосредственно будут подавать сжатый воздух/ выбрасывать отработанный воздух атмосферу) с электронным управлением и т.д и т.п.
Расчёты показывают, что если взять небольшой баллон объёмом в 0,5 л под давлением в 300 бар, то запасённая энергия составит уже около 15000 Дж!
Но присутствует существенная проблема: зарядка баллона таким давлением стоит денег, не везде она есть, баллон опасен сам по себе и требует через определённые промежутки пересертификацию (что он всё ещё безопасен и годен для использования).
Приходилось даже видеть, как кто-то считал в сети, что разрушение баллона (но вроде трёхлитрового) по энерговыделению примерно равно ручной гранате — уж не знаю, насколько это правда, надо считать... Но явно понятно — штука непростая и опасная и лучше с ней не связываться...
Таким образом получается, что да, интересно, но лучше поискать другие варианты.
В ходе дальнейшего размышления я задал себе вопрос: а как ещё можно было бы создать давление/тягу, не связываясь с баллонами, описанными выше, а также с необходимостью носить большой вес с собой, но чтобы в то же время это было энергоёмко? Да, согласен, выглядит весьма противоречиво…
И тут меня осенило так, что я просто обалдел: домкрат, чёрт побери!!!
Дело в том, что у меня есть небольшой автомобильный гидравлический домкрат весом порядка трёх килограммов на усилие в 4 тонны: это такая небольшая «штучка» размером чуть больше ладони. Для понимания размеров и степени возможного выдвижения его штока я сфотографировал его ниже на своей ладони:
Таким образом, если шток домкрата оснастить поршнем, который будет сжимать воздух, этот воздух, в свою очередь, через шток или непосредственно через цилиндр, в котором движется поршень домкрата, будет крутить генератор!
Конструкция могла бы выглядеть, например, так:
Будет что-то такое, только миниатюрно, с медленным движением резьбовой рейки и с гидравлическим приводом:
Таким образом, мы получим возможность развивать просто чудовищное усилие: расчёты показывают, что домкрат на 4 тонны, такой как у меня, позволит всего лишь за 1 выдвижение штока домкрата (ход штока возьмём за 12 см) обеспечить работу в 4800 Дж! О_о
Другими словами, чтобы был более понятен прорывной характер решения: это в 33 раза больше, чем энергия груза весом в 10 кг, поднятого на 2 м!
Ещё проще: чтобы зарядить смартфон на 50%, нужно всего лишь 4–5 полных выдвижений штока! О_о
По опыту работы с этим домкратом, могу сказать, что это полная ерунда, и даже вспотеть не успеешь…
Таким образом, что мы имеем на выходе: возможность развивать чудовищные давления и даже за малый ход штока домкрата вырабатывать довольно много энергии!
В итоге может получиться весьма компактная, высокоэнергетическая установка, способная обеспечить энергией даже относительно прожорливых потребителей.
А ведь есть ещё домкраты и на 20 тонн и даже более! ;-)
Так как в открытом доступе таких устройств не то что «раз-два и обчёлся» — их вообще нет, мне стало интересно, а кто-то делал ли такое вообще. В результате поисков удалось выяснить (и этого следовало ожидать), что примерно подобные устройства существуют, и их пользователи самые требовательные: военные.
Именно они и оценили, в первую очередь, потенциал таких компактных, мощных гидрогенераторов электроэнергии!
Например, известны аналогичные оборонные решения от BAE Systems (Великобритания), Lockheed Martin (США), правда там решили идти по несколько другому пути: тяжёлый рюкзак давит на жидкость, которая уже и крутит генератор во время ходьбы солдата.
Но именно с домкратом, похоже, никто ещё не делал, и я, возможно, первый, кто выдвинул эту идею… :-)
Подытоживая весь этот рассказ, можно сказать, что идея гидравлических генераторов вполне рабочая даже в таких малых формах!
Я специально не стал в этой статье рассматривать широко известные многим методы крупномасштабной гравитационной выработки электроэнергии, с которыми многие, наверняка, знакомы (подъём/опускание бетонных блоков, залив воды на высоту/слив её с высоты и т.д.), больше сконцентрировавшись на компактных решениях, потенциально близких каждому, так как промышленные масштабные варианты — это ведь всегда «где-то там» и, по крайней мере ментально, имеют весьма малое отношение к каждому из нас (даже если это и не так).
И что, на мой взгляд, особенно интересно и ценно, в итоге мы пришли к довольно прорывному решению, которое позволяет обеспечить эффективность гравитационного генератора без его применения — с помощью домкрата мы можем развивать просто огромные усилия, вращая мощный редуктор генератора при весьма скромных весе и цене самого домкрата!
Другими словами, «идеал» механизма: когда сам элемент (например, вес в 4 тонны) отсутствует, а его функция выполняется.
И вот такое устройство, на мой взгляд, уже вполне может быть стартапом, так как таких компактных, бесшумных и мощных генераторов электроэнергии в носимом варианте ещё никто не делал.
Расчёты выше сделаны «на коленке», поэтому можно сильно к ним не привязываться. Тем не менее, что очевидно — мы получили универсальный гидропневматический принцип устройства, которое может быть модифицировано в широких пределах и стать мощным резервным источником электроэнергии в экстремальных условиях.
Забавно ещё и то, что в век высоких технологий оно решает вопросы энергетики не каким-нибудь «умным подходом и миниатюризацией компонентов», а мощной грубой силой, что редкость (видимо, поэтому инженеры и просмотрели такой вариант носимого устройства, потому что смотрели «в другую сторону»).
Тем не менее, сам принцип — вовсе не игрушка и вполне перспективен. Скажем, некоторые расчёты показывают, что при диаметре воздушного цилиндра в 100 мм можно будет накачать домкратом (47 «качков», 30 секунд мускульной работы) и уйти где-нибудь на 60 минут. А всё это время генератор будет вращаться на больших оборотах и заряжать смартфон/или иных потребителей. Недурно...;-)
И, напоследок, хотите ещё забавный факт? :-D
А ведь воздух при таком быстром сжатии сильно нагреется! Что, соответственно, увеличит давление в цилиндре! И если цилиндр утеплить, чтобы он терял медленно, то мы можем использовать это повышенное давление в своих интересах!
Или совсем обалденный вариант: кладём установку на бок и ПОДОГРЕВАЕМ цилиндр со сжатым воздухом, например, установленной снизу свечой!!!
Это, по расчётам, увеличит эффективность системы примерно вдвое. И это инженерное «безумие»: гидро-пневмо-термическая машина!!! О_о
Настоящее колдунство технологий... :-D
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
Комментарии (59)
YMA
24.10.2025 09:10Таким образом, что мы имеем на выходе: возможность развивать чудовищные давления и даже за малый ход штока домкрата вырабатывать довольно много энергии!
В итоге может получиться весьма компактная, высокоэнергетическая установка, способная обеспечить энергией даже относительно прожорливых потребителей.
Физику не обмануть, ни домкрат, ни аккумулятор давления, ни пружина не создают новую энергию. Всю энергию, которую вы хотите подать на потребителя - вам придется выработать вручную.
И тут не нужны сложные пневматические и гравитационные устройства - возьмите обычную советскую... динамо-машину и подключите ее к обычному литиевому аккумулятору (можно готовый повербанк взять), потом долго-долго крутите ручку и заряжайте от этого аккумулятора, что пожелаете.
DAN_SEA Автор
24.10.2025 09:10Это понятно, энергия из ниоткуда не берётся:-) Вопрос исключительно в компактности и удобстве: "покачал 30 секунд - на час забыл" :-)
На зарядку смартфона должно хватить. На что то большее - надо считать.
YMA
24.10.2025 09:10Емкость батареи iphone 15 PM - ~16 Вт*ч, или 57600 Дж.
Если мы захотим поднять некий груз на 1 метр для того, чтобы запасти эту энергию, то надо посчитать по формуле A=m⋅g⋅h, откуда m = A/(g⋅h). Итого, чтобы зарядить банальный айфон, надо поднять груз почти в 6 тонн на высоту 1 метр (или 600 кг на 10 метров). Да, еще на КПД скорректировать придется, туда и сюда.Короче, компактностью и удобством даже и не пахнет. И за 30 секунд сомневаюсь, что получится ;-Р
И в отношении устройства из статьи тоже скептически отношусь, на мой взгляд - проще взять велогенератор, посадить на него негритенка и пусть заряжает аккумулятор от грузовика. На свет хватит надолго, еще и удобнее будет. Ну или банальную солнечную батарею приспособить. Все эффективнее, чем описанные "часы с кукушкой" и резиновым пассиком внутри.
zzVex
24.10.2025 09:10Есть же приблизительная мощность генерации человеком 75-100 Вт. даже при КПД снятия энергии ~60% зарядка 15 Вт*ч потребует порядка 30 минут. И не важно что ты делаешь таскаешь песок или крутишь петельки))
Usamen
24.10.2025 09:10Я правильно считаю что:
Подъем 4 тонного домкрата на 12 см эквивалентно E=mgh=4000*9,81*0,12=4708,8 дж.
Если поднять их за 30 сек при 100% КПД от рук или ног потребуется развить мощность в 4708,8/30=156,96 вт.
Далее если оставить систему вырабатывать энергию на один час она сможет выдавать, опять же при 100% КПД,: 4708,8/3600=1,308 вт
Батарея смартфон при емкости в 5 ач имеет 18,5 втч и время заряда будет 18,5/1,308=более 14 ч
Значит надо будет 14 раз заряжать по 30 сек и в сумме всего 7 минут?
Iwan95
24.10.2025 09:10Физику не обмануть, но знать ее надо. Воздух вокруг нагрет уже до 273 градусов от нуля- бери и пользуй эту энергию. Только нужно не нагревать его, а охлаждать! Все изобретатели самоучки со времен Герона пытаются нагреть а вот Кулибин сообразил как охладить и его часики тикали без подзавода больше двух веков, Где они сейчас- последние следы были на кубе.
randomsimplenumber
24.10.2025 09:10Физику не обмануть
Только нужно не нагревать его, а охлаждать!
Ну , да. Один Кулибин смог обмануть термодинамику.
010011011000101110101
24.10.2025 09:10И, напоследок, хотите ещё забавный факт? :-DА ведь воздух при таком быстром сжатии сильно нагреется! Что, соответственно, увеличит давление в цилиндре!
этот "забавный факт" говорит о том, что вы затратили энергию на бесполезный нагрев воздуха. Когда он остынет, вы вернёте сильно меньше, чем закачали. С осознания этого факта стоило начинать, а не заканчивать свои изыскания.
Iwan95
24.10.2025 09:10Когда он остынет- вы вернете сильно меньше... А дальше голова ни у кого не работает- значит надо сделать всего лишь наоборот и вернем много больше.
010011011000101110101
24.10.2025 09:10поздравляю вас, вы сейчас изобрели двигатель внешнего сгорания! КПД будет около 2%! :-))) продолжайте работать головой! :-)
DmDu
24.10.2025 09:10Как то у вас все в кучу и энергия, и давление, и масса, и вес. Во первых домкрат не развивает давление 4-ре тонны, он может поднять массу в 4-ре тонны. Во вторых как вы преобразуете давление развиваемое домкратом в энергию?
Таким образом, если шток домкрата оснастить поршнем, который будет сжимать воздух, этот воздух, в свою очередь, через шток или непосредственно через цилиндр, в котором движется поршень домкрата, будет крутить генератор!
Ну оснастите вы поршнем шток, ну сожмёте воздух, что дальше? А дальше закон Бойля-Мариотта
. И это при неизменной температуре, которая конечно будет меняться.Выше вы описали устройство GravityLight, там поднимают груз на 1,8 м и в процессе опускания груза это устройство вырабатывает 0,2Вт, это примерно 720 джоулей/час. За какое время ваши джоули будут расходоваться? И как вы их посчитали без формул вообще не понять.
И последнее, давление в 300 бар вас пугает, а в 4 тонны не пугает?
Moog_Prodigy
24.10.2025 09:10Честно сказать, 4 тонны, упавшие с высоты 1 метр обычно не производят таких повреждений (людям, а для техники можно и амортизаторы применить), в отличие от баллонов высокого (а то даже и низкого) давления при нештатной ситуации. Разве что на ногу кому-то упадет, да и то - одно дело нога, другое дело баротравма и прилетевший кусок огнетушителя вполне может проделать в человеке сквозное отверстие. Если не разрубить его пополам. Хотя запасенная энергия у обоих принципов может быть одинакова. Даже для давлений в 8 атм для емкости 1 кубометр требуется регистрация в Технадзоре - по тем же самым причинам. Казалось бы, чего там, 8 атм, любой компрессор это осилит. Да, осилит, но если рвет баллон такого размера, то там у здания буквально крыша может отлететь, двери и окна вышибаются только так, а людей убивает вполне себе даже простым ударом об стенку. Или отлетевшей дверью. Поэтому не все так просто. А плита, упавшая с высоты, может проделать дырку в земле, и в общем см. "Чугуниевая бомба", где радиус поражения равен радиусу самой бомбы.
А в остальном с вами полностью согласен.
rsashka
24.10.2025 09:10Честно сказать, 4 тонны, упавшие с высоты 1 метр обычно не производят таких повреждений (людям,...
Это вы серьезно????
GidraVydra
24.10.2025 09:10Абсолютно. В полуметре от меня на землю падала чугунина массой 10 тонн, и я не получил ничего, кроме легкого испуга. Если бы а полуметре от меня рванул бы баллон с 300 бар внутри, я бы скорее всего тут уже ничего не писал...
teakettle
24.10.2025 09:10Что-то я под конец дня никак не соображу: Слово "компактные" в заголовке - это про двадцатитонный домкрат или про четырехтонную гирьку? Или это в сравнении с, например, ГАЭС? Так мощности не те...
GidraVydra
24.10.2025 09:10Двадцатитонный домкрат по размерам примерно как электрочайник, если что.
teakettle
24.10.2025 09:10Да, и весит как ведро воды, т.е. пеший его с собой не возьмет, велосипедист - тоже (а кому еще компактность нужна?). Автомобилист? Окститесь, у него уже под капотом есть ДВС с могучим генератором, а в объём, занимаемый домкратом положить литиевый аккумулятор - вуаля!
Если же его с собой взять (компактный все-таки, 2 - хрен с ним, 3 литра объема) - то что с ним делать? Где груз, который поднимать нужно для запасания энергии? 20 тонн - это почти три кубометра чугуна - такие чушки далеко не везде под ногами валяются. Какая-ньть коробочка на двадцать тонн песка/земли/камней/воды/нужное_дописать - еще больше, чем три куба чугуна, валяется далеко не везде и весит уже значительно больше домкрата.
GidraVydra
24.10.2025 09:10Вы статью читали?
teakettle
24.10.2025 09:10Читал. Как гласит народная мудрость - "Гладко было на бумаге, да забыли про овраги". В статье - про КПД каждого преобразования.
WhiteD
24.10.2025 09:10Автору не мешало бы открыть хотя бы школьный учебник по физике. Ну просто детский лепет какой-то.
ssj100
24.10.2025 09:10Помечтать даже не дают... Оставьте человеку высказаться.
Напоминает как Ландау вроде попросил напечатать кучу бланков с текстом «Изучив ваше предложение вечного двигателя у вас ошибка в строчке __ в результате дальнейшие выводы некорректны» а не «Вечного двигателя не может существовать это детский лепет»
Iwan95
24.10.2025 09:10Все эти шестеренки производят шум- звук. на него и уходит большая часть запасенной энергии. Гравитационные силы в миллиарды раз слабее электромагнитных.
Light2046
24.10.2025 09:10Не увидел в статье ответа вопрос - зачем нужен домкрат? Что мешает сразу же крутить генератор рукой или ногой и подавать эту мощность на зарядку аккумулятора? Зачем в эту связку встраивать промежуточное звено в виде домкрата?
GidraVydra
24.10.2025 09:10Удобством в первую очередь. Чтобы заряжать аккумулятор, надо подавать на него не абы какое напряжение, а вполне определенное. То есть надо либо ухитряться крутить ручку генератора с постоянной скоростью, либо ставить преобразователь напряжения, что стоит денег и откусывает немного КПД системы. Ну и аккумуляторы, даже литий-ионные, не очень любят прерывистые режимы зарядки. Поднимать же груз на домкрате можно в каком угодно темпе - постоянном, переменном, с перерывами, результат не изменится.
Кроме того, гравитационный аккумулятор не чувствителен к температуре окружающей среды, не деградирует со временем и в целом имеет гораздо больший срок службы. Ну и, если сравнивать со свинцово-кислотным, у него ещё и КПД выше.
Ну и есть ещё и физиологические особенности: качать домкрат человеку проще, чем крутить ручку, во-первых в силу кинематики человеческой руки, ну и, что ручку домкрата можно хоть двухметровой сделать, а длина ручки ограничена длиной человеческой руки.
Fasterpast
24.10.2025 09:10Маховик побольше сделать, и большинство проблем решится, маховик тоже можно рычагом раскручивать как домкрат.
vvbob
24.10.2025 09:10Ручка на манер той что в советской мясорубке, пара шестерен, образующие повышающий редуктор, генератор и повербанк, все это скомпоновать покомпактнее, сделать из легкого но прочного пластика, и вот нормальный, практичный вариант для подзарядки устройств в походе. Покрутил ручку с полчаса, и подзарядил.
А все эти домкраты, качающие воздух, пневмодвигатели и прочее - тяжелое, и неэффективное, любое преобразование энергии не обходится даром, чем этих преобразований меньше, тем лучше.
3epka
24.10.2025 09:10
Такого добра на алике как грязи
vvbob
24.10.2025 09:10Да я на уникальность идеи и не претендую, понятно что это давно уже изобретено и продается. Потому и популярно, что это самый простой и работающий вариант. Еще, конечно, можно солнечные батареи использовать, но их надо где-то под солнцем раскладывать, а в походе, например, это не всегда возможно и удобно.
randomsimplenumber
24.10.2025 09:10Для похода изобрели повербанк. Если вместо массы генератора набрать аккумуляторов - их хватит на все ваши гаджеты. А если только для света - батарейки ААА еще легче.
А мускульную силу человека перегонять в электричество - тупо.
vvbob
24.10.2025 09:10Если вместо массы генератора набрать аккумуляторов - их хватит на все ваши гаджеты.
Вы это гарантируете на 100%? Для абсолютно любого похода, на абсолютно любое время?
А мускульную силу человека перегонять в электричество - тупо.
Тупо это остаться с разряженными устройствами где-то далеко от цивилизации, из-за того что заряда в повербанке не хватило.
randomsimplenumber
24.10.2025 09:10Для абсолютно любого похода, на абсолютно любое время?
Да. Длительность пешего похода ограничена количеством припасов, которые вы сможете поднять. Для прочего - можно взять генератор, и смотреть по вечерам видео.
Тупо это остаться с разряженными устройствами где-то далеко от цивилизации, из-за того что заряда в повербанке не хватило.
Тупо это умереть от голода потому что еда кончилась. Планирование + НЗ.
Sun-ami
24.10.2025 09:10Это не так. Типичный повербанк имеет ёмкость 110 Вт*ч при весе 650г. Его хватит, чтобы зарядить iPhone 15 7 раз. Бесщёточный мотор на 60Вт весит 90г. Человек может, используя его как генератор, зарядить такой повербанк за час на 50%. Такое может понадобиться в аварийном случае, например если группа отправилась в зимой в лыжный поход, и оказалась заблокирована на стоянке из-за плохой погоды, которая длится долго. Продуктов может хватить на 2 недели, а для того, чтобы хватило электроэнергии, нужно либо брать много повербанков на каждого, либо серьёзно экономить. Генератор может быть один на группу, его наличие сильно уменьшает требования по экономии электроэнергии в такой ситуации. То, что сейчас на рынке нет мускульных генераторов, которые достаточно мощные и лёгкие для такой задачи, не означает, что их невозможно разработать.
randomsimplenumber
24.10.2025 09:10Телефон в aeroplane mode живет неделю. Не смотрите тиктоки - на месяц хватит.
Sun-ami
24.10.2025 09:10Что лучше - покрутить генератор 20 минут в день на человека, или сидеть целый день без связи и возможности нормально пользоваться смартфоном? Не говоря уже о том, что смартфон - не единственный потребитель. Нужно ещё как минимум и освещение по много часов в сутки.
randomsimplenumber
24.10.2025 09:10Лучше без ложной дихотомии. Вместо веса генератора взять 3-4 повербанка.
Sun-ami
24.10.2025 09:10Тащить лишних 2 кг на человека в лыжный поход, взяв по 4 повербанка на человека вместо одного, вместо того, чтобы взять один генератор весом 0,5 кг на группу на маловероятный случай, что больше недели будет очень плохая погода, и солнечные батареи нельзя будет использовать? По-моему это не лучшая идея. Существующие генераторы действительно весят 1,8 кг и выдают 20 Вт. Но если сам генератор как электрическая машина весит 90 г, то можно сделать всю конструкцию с ним весом даже 300г, не то что 500г. Нужно только хорошо продумать конструкцию, без шаблонных подходов.
randomsimplenumber
24.10.2025 09:10по 4 повербанка на человека
На группу, конечно же. Для связи и света - выше крыши. В походе тиктоки смотреть некогда.
Да , если у вас 1 генератор - у вас на самом деле 0 генераторов. Когда он сломается - все. А если не все - значит, на самом деле генератор не нужен ;)
GidraVydra
24.10.2025 09:10любое преобразование энергии не обходится даром, чем этих преобразований меньше, тем лучше.
Так в схеме с гравитационным аккумулятором одно преобразование энергии. А вот в вашей по сути два, потому что для зарядки повербанка надо ещё преобразовать поступающее с генератора хрен знает какое напряжение в более-менее постоянное, иначе повербанк не зарядится. Ну и ещё, у связки генератор-повербанк КПД ниже, чем у связки груз-генератор. Потому что генератор и там и там, а вот потери энергии при запасании на гравитационном аккумуляторе меньше.
vvbob
24.10.2025 09:10В "схеме с гравитационным аккумулятором" конечная цель устройства - освещение. В описанной мною - зарядка устройства. Если нужно просто освещение - то выкидываем повербанк и подключаем лампочку (светодиод), ну можно какой-либо суперконденсатор еще в схему вкрячить что-бы не постоянно крутить.
И в схеме с гравитацией не одно преобразование - сначала вы поднимаете груз, потом он крутит редуктор (потери в редукторе), редуктор крутит генератор (потери в генераторе), и, скорее всего, для питания светодиода тоже используется какая-то хоть и примитивная но схема, что-бы его не сжечь превышенным током, да и стабилизация яркости не лишняя будет, там тоже потери.
Если вместо груза крутить рукой, то по факту то на то и получается, по эффективности, разве что вам не надо таскать с собой груз и всю эту систему шкивов для его подъема, что в походах решает.
alcotel
24.10.2025 09:10Так в схеме с гравитационным аккумулятором одно преобразование энергии.
Те же два преобразования. Сначала домкрат, потом генератор.
Dr_Faksov
24.10.2025 09:10Всё, что описано в данной статье - это мускульный привод в чистом виде. Единственный источник энергии тут - человек. А всё остальное - прокладки, ворующие энергию. Чем таскать мешок, лучше сесть и покрутить педали (мышцы ног - самые мощные). Правда никакого хайпа не будет, солдат-мотор известен не первое столетие.
alcotel
24.10.2025 09:10Энергию гравитации умеют запасать в больших количествах довольно давно, например на гидроаккумулирующих станциях. Ну и даже небольшая солнечная панель с аккумулятором будет давать непрерывно гораздо больше, чем 0,2 Вт, и работать надёжнее, чем пластмассовая механика.
Я как раз прикидывал недавно, на какую высоту нужно поднять современный литиевый аккум, чтобы он получил такую же потенциальную энергию, как его электрическая ёмкость. Получилось около 75 км. Так что лучше возьмите с собой ещё один, если не хватает)
omega-hyperon
24.10.2025 09:10Все уже придумано до нас. Достаточно раскрыть старую книгу Н.Гулиа "В поисках энергетической капсулы". С момента ее выхода, разве что в аккумуляторах возник большой прогресс, потому что тогда наилучшие показатели запасенной энергии на килограмм были у серебряно-цинковых, а сейчас мы имеем литиевые с куда лучшими показателями.
riv9231
24.10.2025 09:10О! Вы меня опередили. Книга не теряет своей актуальности даже сейчас, т.к. супермаховики превосходят даже литиевые аккумуляторы по пределу запаса энергии в пересчете на килограмм веса. А с учетом развития современной электроники, микроконтроллеров и постоянных магнитов, доступности вакуумных насосов для организации вакуумной камеры, организация магнитного подвеса, раскрутка супермаховика и отбор его энергии и конвертациия в удобный для потребителя вид энергии, становятся почти что тривиальной задачей сбора прототипа из готовых модулей с алиэкспресса. Даже дефицитное в то время стекловолокно и вовсе существующее тогда только в лаборатории углеродное волокно может позволить себе каждый.
Нурбей Гулиа, по моему сильно определил свое время. Кстати, всё в открытом доступе
По диагонали пролистал, мне показалось, когда я её читал в детстве, там было значительно больше подробностей. Например, я не заметил упоминания про построение гибридного картинга из углекислотного огнетушителя (сжатый газ) и расплава специальной соли (выделяет тепло при кристаллизации и разогревает расширяющуюся углекислоту). А в книге было, ну и вроде бы там было множество иллюстраций.
GidraVydra
24.10.2025 09:10Ага, тольео вот в маховиках, которые рекламировал автор этой книги, особого прогресса нет. Неудивительно, если технические ограничению всех других способов запасания объявлять принципиальными, а принципиальные ограничения маховиков объявлять техническими, и вот сейчас-сейчас...
riv9231
24.10.2025 09:10Да там ещё в то время были пооучены результаты на порядки превосходящие химические источпики тока (для случая с маховиком из стекловолокна на магнитном подвесе в вакумировпной камере).
В те времена были сложности с электрорикой для управления таким маховиком: раскрутка как безколекторного двигателя и получение энергии при торможении с большим диапазоном частот воащения и управление магнитным подвесом. Сейчас этих сложностей нет: есть готовые микроконтроллеры для двигателей управляющие ими с помощью эффективных методик (шим, мощные мосфеты), а левитационные подвесы продаются в составе сувиниров, как игрушки.
Что значит нет прогресса? Прогресс в супермаховиках - это прогресс в материалах. Сегодня углеволокно не диковинка из лаборатории, а стандартный наполнитель для углепластика - разве это не прогресс? Супериаховик из стеклопластика сможет накопить в разы больше энергии чем стекловолоконный.
Вопросы безопамности маховиков тоже подробно были рассмотрены.
fndrey357
24.10.2025 09:10Тема интересная.
Мои размышления на эту тему. Думаю, что на нобелевку может потянуть (ха, если что).
Итак мы можем халявно получить кучу мелких источников энергии. Ну например как автор поднимает груз на 1.8 метра при каждом входе в сортир. Или например поставить в подвеску авто пневмоаммортизатор, моторчик в каблук и т.д. В результате получаем кучу мелких "кусочков" мощностей. И получается, основная задача собрать их куда-то в кучу для полноценного использования.
Представьте себе, что вы вышли из дома с солнечной батареей на рюкзаке, пьезогенератором в каблуках. Все это, как генераторы, вырабатывает какие-то миллиамперы... Как сохранить энергию до вечера? Прийти домой домой и сбросить в семейный повербанк.
И вот тут основная задача - хранение и перемещение запасенной энергии. Именно перемещения с последующим объединением.
Вот это задача. В принципе вокруг тьма мелкой брошенной энергии, которую пока не удается собирать.
riv9231
24.10.2025 09:10Настоятельно рекомендую автору прочитать книгу профессора Гулиа "Энергетическая капсула", где подробно и просто рассмотрены всевозможные подходы к накоплению энергии и их теоретические пределы. Например, хранение энергии в сжатом газе сталкивается с пределом прочности стали: есть такое давление, которое разрывает баллон со стенкой любой толщины, но можно вставить баллон в баллон, тогда во внутренней емкости давление может вдвое превышать давление во внешней.., а самый эффективный способ извлечения энергии из сжатого газа предполагает его нагрев дополнительно запасенным теплом, ведь при расширении газ охлаждается.
Ну и в конце книги автор приходит к идее супермаховика как самого эффективного средства хранения энергии, который по теоретическому пределу превосходит и деформацию и сжатие газов и накопление тепловой энергии и химические источники тока. Рассматриваются всевозможные конструкции супермаховиков, материалы, способы подвесов и т.д.
Удивительно, но оказывается, что в пределе любой способ сохранения энергии, включая химические источники, упирается в предельную энергию разрыва атомных связей и супермаховики выигрывают по этому параметру.
YMA
24.10.2025 09:10На хабре есть серия статей на эту тему - https://habr.com/ru/articles/437910/ ("Цивилизация пружин")
И конкретно 3 часть - https://habr.com/ru/articles/438414/
Umkasik
24.10.2025 09:10Вот вам вечный двигатель (второго рода?) Пусть мы на корабле или морской платформе посреди океана, под нами пару километров глубины. У нас есть бочка к которой привязан поплавок, плавучесть которого достаточна, чтобы удержать на поверхности бочку если та будет заполнена морской водой, но не более тяжелым веществом. К бочке привязан трос, который намотан на лебедку с генератором и аккумулятором. Заполним бочку водой и просто оставим ее высыхать. Тут нужно вспомнить, что испарение воды происходит всегда практически при любой температуре, впрочем дело тут даже не в солнечной энергии, мы можем ускорить процесс, подогревая бочку нагревателем который питается от нашей же установки. Надо еще доказать, что испарение воды стоит дороже гравитационной энергии, которую мы получим дальше. Так вот, после испарения воды останется каменная соль, продолжая поливать воду и испарять добьемся того, что вся бочка будет заполнена солью. Плотность соли в несколько раз больше воды. Закрываем бочку и бросаем ее в воду, и она тонет до самого дна, вращая лебедку. Внизу дистанционно открываем крышку бочку, и соль тупо растворяется, бочка заполняется водой вместо соли и становится легче. Ну и всплывает обратно, благодаря хитрой системе блоков или противовесу, можем получить энергию и на обратном ходе. Продолжаем повторять, пока соленость мирового океана не приблизится к 100% ))
thegriglat
24.10.2025 09:10Мне кажется, что если надо для одного-двух светодиодов каждые 20 минут таскать 10 кг на 10м, то уж лучше какой-нибудь велогенератор прикрутить или что-то типа того
В беднейших странах детей много (sad but true), пусть сидят по очереди крутят педали, пока мама вяжет
Sun-ami
24.10.2025 09:10Вы невнимательно прочитали статью - 10 кг надо поднять всего лишь на 1,8м, и делать во второй версии GravityLight это легко, за счёт системы блоков, доступно даже ребёнку. Постоянно крутить педали - точно не вариант. Если поднимать груз на 10м, то делать это в принципе можно раз в 2 часа, нужно только доработать девайс для нужного запаса верёвки с шариками. Другое дело, что для тех же беднейших стран уже много лет назад разработана и экономичная печка с термоэлектрическим генератором и вентилятором, к ней и осветительный светодиод подключается. И самое главное - с 2013 года солнечные панели и литиевые аккумуляторы сильно подешевели. Крупные солнечные панели - в 10 раз, литиевые аккумуляторы - в 3 раза. И на подходе ещё более дешевые и надёжные натриевые аккумуляторы, с в 10 раз большим ресурсом. Так что это, возможно, имело смысл в 2013 году, но с тех пор сильно устарело. Сейчас более актуально организовать производство мелких солнечных источников электроэнергии с батареями по удельной стоимости не сильно отличающихся от крупных. К примеру, солнечные панели в Китае в этом году продавали по 8 центов за ватт, в данном случае достаточно 0,2Вт, то есть кусочек панели за 2 цента. Но за 2 цента её не купить. Аналогично, минимальная стоимость литий-ионных аккумуляторов в Китае - 10 центов/Вт*ч, здесь минимально-достаточно 1,6 Вт*ч, но за 16 центов их не купить.
LRei
Кто-то запускает сборы и реализует идею, а у кого-то целые тетради таких идей, но не решаются попробовать. Как они это делают? Не боятся что идею без патента сопрут? Или что она окажется провальной и придется как-то отчитываться перед вкладчиками.
Прямо бьет по самооценке. В который раз наблюдаю, как мою давнюю идею в очередной раз реализует кто-то другой и собирает все сливки. У меня целый вагон подобных и иных генераторов, моя любимая тема. Можно как-то без рисков собирать деньги? Без выкладывания полной информации. У меня не раз воровали идеи в разных сферах, ментальный блок образовался. Нужно его как-то разрешить. Висят идеи тяжелым грузом. Своих средств нет, это болевая с раннего детства. Силён в теориях, слаб в реализации. По хорошему нужен человек, закрывающий слабые болевые места, но такого нет. Коммуникативные навыки низкие, что так же ставит свои препятствия. Полагаю распространенная вещь среди теоретиков. Знать как сделать это одно, а суметь это сделать - совершенно другое. Пробовал разные подходы, изучал инфу на эту тему, но самостоятельно применять это на практике получалось плохо. Если есть дельные советы - поделитесь, открыт для идей.
Sun-ami
Возможно, они не боятся, что их идею сопрут, а наоборот, надеются, что её сопрут и сделают дешевле, потому что их конечная цель в этом проекте - не заработать как можно больше денег, а таки заменить керосиновые лампы у беднейших жителей Земли на экологичный механический источник освещения? Им достаточно, чтобы их затраты отбились при помощи краудфандинга, а если потом кто-то сделает дешевле - это хорошо, потому что они сами не могут сделать так дёшево как китайцы. То есть само их устройство - лишь демонстратор эффективности технологии. Однако, как-то сомнительно, что это может реально быть дешевле солнечной панели с аккумулятором. Механика ведь тоже не вечна, особенно пластиковая.
LRei
Имеет смысл. Надо обдумать это на досуге.
user-book
а в чем ваша потеря если "сопрут?
как раз скачок развития произошел когда информация стала общедоступной
плюс все украдено до вас и дальше физики не уйдешь, я более чем уверен что ваши идеи не прям новаторские, но иной взгляд на ту ж проблему иногда помогает. Говорю как человек который запускал не один продукт - от идеи до реальной физической реализации очень длинный путь с кучей подводных
Survtur
Да и тем более, если сопрут, то вы все равно ничего не потеряете, потому что тетрадка у вас просто лежит. Они ничего не стоит и денег вам не приносит.
А так, хоть будет о чём повозмущаться.
LRei
Можно примеры подводных? О каких вы бы хотели знать в свое время? Что сэкономит время?