UusEnergia

UusEnergia - Perustiedot

UusEnergia-sivuston sivu, jossa kerrotaan uuteen energiaan liittyvästä terminogiasta ja selvitetään teknisiä termejä ja asioita, jotka koskevat erityisesti vapaata energiaa ja nollapiste-energiaa.

Pikalinkit tietoihin

Bifilaarinen käämitys▾ | Eetteri▾ | Epätasapaino - non-equilibrium▾ | Hyötysuhde▾ | Ikiliikkuja▾ | Kokonaishyötysuhde▾ | Nollapiste-energia▾ | Radioaallot▾ | Termodynamiikan lait▾ | Tesla-aallot▾ | Teslamuuntaja▾

Bifilaarinen käämitys

Bifilaarinen käämitys

Litteä bifilaarinen käämi

Bifilaarista käämitystä käytetään ns. common-mode kuristimissa ja muuntajissa, sekä lankavastuksissa.

COP, eli lämpökerroin

COP eli coefficient of performance englanniksi, suomeksi lämpökerroin, on lämpöpumppujen hyötysuhdetta kuvaava luku. Lämpökerroin kertoo suoraan, kuinka moninkertaisesti laite tuottaa lämpöä verrattuna suoraan sähkölämmitykseen. Esimerkiksi, kun lämpöpumppu käyttää 1 kW sähköä ja se tuottaa 4 kW lämpöä, saadaan lämpökertoimeksi 4. Tällöin lämpöä otetaan ulkoilmasta ja sisätiloihin siirretään 4 kW. Tuohon siirtoon kuluu 1 kW sähköä. Lämpöpumppujen tapauksessa ei puhuta hyötysuhteesta, vaan siis lämpökerroimesta, COP.

Eetteri

Eetteri on termi, josta puhuttiin vielä 1800-luvulla, kaiken läpäisevänä mutta näkymättömänä aineena, joka täyttää koko avaruuden.
Eetteristä luovuttiin 1887 Michaelson-Morley kokeen ja viimeistään Albert Einsteinin suhteellisuusteorian myötä 1905, koska Einstein ei tarvinnut sitä silloin selittämään valon ja muun sähkömagneettisen energian etenemistä avaruudessa suppeassa suhteellisuusteoriassaan.

Nykyään eetterin on korvannut termi Nollapiste-energia, joka käytännössä tarkoittaa samaa kuin eetteri, mutta koska eetteristä oli kerran luovuttu tieteellisin perustein, sitä ei voinut tietenkään ottaa enää käyttöön. Nollapiste-energia on myös parempi termi kuvaamaan, mistä on kyse.

Epätasapaino - non-equilibrium

Perinteisesti ajatellaan, että energiaa ei voi saada otettua tasapainossa olevasta systeemistä (eng. equilibrium). Esimerkiksi vedestä, joka ei virtaa, ei saada vesivoimalalla sähköä. Kun taas virtaava vesi tai vesiputous mahdollistaa sähkön tuottamisen. Tämä vastaa epätasapainoista systeemiä (eng. non-equilibrium).

Tästä johtuen yleinen käsitys on, että nollapiste-energiakentästä ei voi saada energiaa, koska se on tasapainossa, eli sähköteknisesti sanottuna siinä ei ole potentiaalieroa. Nollapiste-energiaa on kaikkialla ja tasaisesti (eng. universal ground state), ilman tasapainoeroa.

Käytännössä, jotta nollapiste-energiakentästä saataisiin hyötyenergiaa, se vaatisi tuon epätasapainotilan luomisen rajatulle alueella, eli keinotekoisen potentiaalieron tekemisen nollapiste-energiakenttään. Tämän ovat ilmeisesti jotkut ennakkoluulottomat tutkijat, kuten Nikola Tesla ja Thomas Henry Moray onnistuneet luomaan ja saaneet siten siitä hyötyenergiaa, esimerkiksi sähköä. Miten he ovat sen tehneet, onkin osittain arvoitus.

Hyötysuhde

Hyötysuhde kertoo, kuinka suuri osa järjestelmään syötetystä energiasta voidaan hyödyntää varsinaista tarkoitusta varten. Eli esimerkiksi sähkömoottoriin syötetään 1 kW sähköä ja se tuottaa 0,5 kW mekaanista työtä. Sen hyötysuhde on tällöin 0,5 tai prosentteina ilmaistuna 50%.

Nykyfysiikan mukaan millään koneella hyötysuhde ei voi olla yli 100%, sillä energiaperiaatteen mukaan universumin energiamäärä on vakio. Muussa tapauksessa kone voisi tuottaa itselleen energiaa omaa käyntiään varten ja vielä sen jälkeen tuottaa energiaa muuhun käyttötarkoitukseen.
Jos laitteen hyötysuhde olisi yli 100 %, kyseessä olisi fyysikkojen mukaan ikiliikkuja. Ikiliikkuja on kuviteltu laite, joka kerran käynnistettynä pysyy jatkuvasti käynnissä ilman, että siihen tarvitsee tuoda mistään energiaa. Nykyisin lähes kaikki fyysikot pitävät ikiliikkujan luontia mahdottomana.

Toisaalta, jos mietitään lämpöpumpun toimintaa - se ottaa ulkoilmasta energiaa, jonka se siirtää sisätiloihin sähköä käyttämällä. Tässä menetelmässä kulutetun sähkönenergian määrä on pienempi, kuin sisälle siirretyn lämpöenergian määrä. Eli jos ajatellaan vain laitteen kuluttamaa sähköenergiaa ja laitteen tuottamaa lämpöenergiaa, laitteen hyötysuhde on yli sata prosenttia. Käytännössä lämpöpumppujen tapauksessa puhutaankin eri termistä, eli lämpökerroimesta (COP), jotta ei tarvitsisi myöntää, että laitteen hyötysuhde tällä tavalla laskettuna on yli sata prosenttia.
Vastaavasti aurinkopaneelin, tuulivoimalan tai vesivoimalan tapauksessa, tällä tavalla laskettuna, laitteen hyötysuhde on ääretön, koska siihen ei syötetä sähköä lainkaan, mutta se tuottaa itse sähköä huomattavia määriä.

Jos edellä mainituissa lämpöpumppujen tai voimaloiden tapauksissa otetaan huomioon myös laitteeseen ulkoa tuleva energia, muu kuin sähköenergia, jää laitteen hyötysuhde aina alla sadan prosentin. Tällöin voidaan puhua kokonaishyötysuhteesta.

Ikiliikkuja

Ikiliikkuja on kuviteltu laite tai muu suljettu systeemi, joka kerran käynnistettynä pysyisi jatkuvasti käynnissä ilman, että siihen tarvitsisi tuoda mistään energiaa. Nykyisin lähes kaikki fyysikot pitävät ikiliikkujan tekemistä mahdottomana, mikä on totta, mikäli pitäydytään tuossa lauseessa "että siihen tarvitsisi tuoda mistään energiaa". Termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö sanoo: "Energiaa ei voida luoda eikä hävittää. Ainoastaan muuttaa muodosta toiseen."

Ilman energiaa mikään laite ei voi toimia, mutta jos laitteeseen ei tuoda mistään energiaa ja silti se toimii, on se vastoin termodynamiikan ensimmäistä pääsääntöä. Eli tämä versio on mahdoton.

Laite tarvitsee siis energiaa toimiakseen. Nyt kysymys onkin, mistä tuo energia tulee. Termodynamiikan toisen pääsäännön yhden tulkinnan mukaan "lämpötilaero on välttämättömyys lämpöenergian hyödyntämiseksi" ja toisen tulkinnan mukaan "kaikki muuttuu koko ajan kohti epäjärjestystä (entropia kasvaa) pidemmällä aikavälillä."

Kuitenkin lämpöpumput ottavat lämpöä ulkoilmasta, joka on kylmempi kuin sisäilma ja luovuttavat lämpöä sisäilmaan käyttäen pienen määrän sähköä siirtoon, tuo sähkö voidaan tuottaa vaikka auringopaleeleilla, eli sekin otetaan ympäristöstä. Lämpöpumppu siis pystyy lämmittämään sisätiloja suuremmalla energiamäärällä, kuin mitä se kuluttaa sähköä laitteen käyttöön, ottamalla kaiken energiansa ympäristöstä.
Kasvaako tai pieneneekö entropia vai pysyykö se tällöin vakiona? Joku fyysikko varmaan voi vastata tähän.

Fyysikot ovat todenneet jo kauan sitten, että nollapiste-energia on olemassa ja sitä on vieläpä runsaasti joka paikassa. Nollapiste-energia on tuota ympäristöä meidän ympärillämme. Eli jos laitteen energia otetaan nollapiste-energiasta, eli ympäristöstä, vastaa se toiminnaltaan lämpöpumppua.

Joten tämänlainen "ikiliikkuja" on siis mahdollinen. Se ei siis varsinaisesti ole ikiliikkuja, se vain käyttää ympäristön energiaa hyväksi toiminnassaan. Laitteen hyötysuhde ei myöskään ole yli 100%, kun otetaan huomioon ympäristöstä tuleva energia, eli kokonaishyötysuhde.

Kokonaishyötysuhde

Jos laite ottaa energiaa ympäristöstä - esimerkiksi lämpöenergiaa tai vapaaenergialaitteiden tapauksessa nollapiste-energiaa ja tuottaa hyödyksi käytettävää energiaa, esimerkiksi sähköä, on sen hyötysuhde suppeasti ajateltuna yli sata prosenttia. Mutta jos laskuissa otetaan huomioon myös ympäristöstä laitteeseen tuleva energia, hyötysuhde jää aina alle sadan prosentin.

Kokonaishyötysuhde siis huomioi kaiken laitteeseen syötettävän energian, ei vain siihen syötettyä sähköä. Tällöin sen hyötysuhde jää aina alle sadan prosentin, koska jokaisella laitteella on erilaisia häviöitä, esim. kitkaa ja vastusta. Näin on myös tuon kuvitteellisen ikiliikkujan tapauksessa. Tällä sivustolla puhutaan silloin kokonaishyötysuhteesta, jotta erotetaan se perinteisestä hyötysuhde-termistä.

Nollapiste-energia

Nollapiste-energia (eng. zero point energy) on seurausta kvanttimekaniikkaan oleellisesti kuuluvasta Heisenbergin epätarkkuusperiaatteesta. Werner Heisenberg esitti tämän epätarkkuusperiaatteen vuonna 1927 ja se on kvanttimekaniikan yksi perusperiaate. Sen mukaan hiukkasen paikkaa ja liikemäärää ei voida määrittää samanaikaisesti äärettömän tarkasti.

Nollapiste-energian käsitteen kehitti Max Planck vuonna 1911 kvanttiteorian kehityksen yhteydessä. Myös Albert Einstein muutti käsitystään eetterin tai vastaavan aina ja kaikkialla olevan energian tarpeellisuudesta vuonna 1920. Yleisen suhteellisuusteorian kehittyessä hän havaitsi, että eetteri täytyy olla olemassa. "Eetterin kieltäminen tarkoittaa pohjimmiltaan oletusta, että tyhjällä avaruudella ei ole mitään fysikaalisia ominaisuuksia. Mekaniikan perusasiat eivät ole sopusoinnussa tämän näkemyksen kanssa... yleisen suhteellisuusteorian mukaan avaruudella on fysikaalisia ominaisuuksia; tässä mielessä eetteri on siis olemassa."
Ajatuksen nollapiste-energiasta hän esitti yhdessä Otto Sternin kanssa jo vuonna 1913.

Nollapiste-energian olemassaolo ei vaadi, että kyseessä olisi massallinen hiukkanen, niinpä jopa tyhjällä avaruudella on nollapiste-energia eli tyhjiöenergia. Tämä johtuu virtuaalihiukkasista, joita kvanttiteorian mukaan kuvitellaan olevan kaikkialla. Ne ovat hiukkas-antihiukkas-pareja, jotka kumoavat toistensa vaikutuksen heti syntymänsä jälkeen. Normaalielämässä emme huomaa niitä lainkaan, koska virtuaalihiukkasten olemassaolo on hyvin lyhytaikaista. Virtuaalihiukkaset ovat myös niin pieniä, että emme voi havaita niitä suoraan, mutta voimme havaita niiden aiheuttamia vaikutuksia.

Kaikkein yksinkertaisin kuvaus nollapiste-energiasta on, että se on energia, joka jää jäljelle, kun kaikki muut energianlähteet poistetaan.

Casimir-ilmiö

Nollapiste-energiaa on olemassa myös absoluuttisessa nollapisteessä ja avaruuden jokaisessa kohdassa. Tästä syystä sitä kutsutaan myös nimellä tyhjiöenergia tai tyhjöenergia (eng. vacuum energy).

Tästä tyhjiöenergiasta tai nollapiste-energiasta monet uuden tai vapaan energian kehittäjät ovat saaneet jo yli sadan vuoden ajan "imettyä" energiaa ja muutettua sitä sähköksi prototyypeissään. Näitä ennakkoluulottomia tutkijoita eivät ole pysäyttäneet termodynamiikan lait, eivätkä yleinen mielipide asian mahdottomuudesta. Näistä prototyypeistä ei silti ole saatu tuotteita markkinoille raharuhtinaiden vastuksen vuoksi. Ehkä nyt on tullut aika, jolloin tämä vihdoin onnistuu.

Over unity

Over unity tai over-unity (englanniksi) on termi, joka kuvaa tilannetta, jossa laitteen COP, eli lämpökerroin on yli yhden. Tämä on tilanne esimerkiksi lämpöpumppujen kohdalla. Ne tuottavat enemmän lämpöenergiaa, kuin mitä niihin syötetään sähköistä energiaa.
Jotkut käyttävät over unity termiä myös tapauksessa, jossa laitteen hyötysuhde on yli sadan prosentin.

Toisaalta, jos huomioidaan myös laitteeseen ympäristöstä tuleva energia, eli esimrkiksi nollapiste-energia, sen kokonaishyötysuhde jää aina alle sadan prosentin.

Radioaallot

Radioaallot, eli aiemmin ns. Hertsin aallot (eng. Hertzian waves) ovat sähkömagneettisia aaltoja, jotka muodostuvat sähkö- ja magneettikentien värähtelystä ja ne liikkuvat ylös ja alas kohtisuoraan etenemissuuntaansa nähden. Radioaallot koostuvat vuorottelevista sähkö- ja magneettikentästä, jotka ovat 90 asteen vaihesiirrossa toisiinsa nähden ja myös niiden etenemissuuntaan. Radioaallot ovat siis poikittaista aaltoliikettä (transverse waves), kuten aallot vedessä.

Nykyinen radiotekniikka perustuu radioaaltoihin ja ne etenevät valon nopeudella tyhjiössä.

Termodynamiikan lait

Nykyään termodynamiikan lakeja eli pääsääntöjä on neljä.

Ensimmäinen pääsääntö, energian säilymislaki: Energiaa ei voida luoda eikä hävittää. Ainoastaan muuttaa muodosta toiseen.

Toinen pääsääntö: Ei ole mahdollista ottaa lämpöenergiaa kuumasta ja tehdä sillä työtä, ellei käytettävissä ole kylmempää kohdetta; Lämpötilaero on välttämättömyys lämpöenergian hyödyntämiseksi.
Ja toisen tulkinnan mukaan – kaikki muuttuu koko ajan kohti epäjärjestystä (entropia kasvaa) pidemmällä aikavälillä.

Kolmas pääsääntö: Täydellisesti kiteytyneen aineen entropia on nolla lämpötilassa 0 K, eli kaikki toiminta lakkaa absoluuttisessa nollapisteessä.

Nollas pääsääntö: Jos systeemit A ja B sekä B ja C ovat keskenään termodynaamisessa tasapainossa, niin silloin myös A ja C ovat tasapainossa.
Tämä nollas sääntö otettiin käyttöön vasta 1900-luvulla, jolloin ensimmäinen ja toinen pääsääntö oli jo otettu käyttöön. Aiempien sääntöjen nimeämistä ei haluttu muuttaa, joten se nimettiin nollanneksi.

Näihin vedotaan, että vapaa energia tai nollapiste-energiaan perustuva laite ei ole mahdollinen.

Ensimmäinen pääsääntö on myös vapaa energialaitteiden lähtökohta: ne ottavat aina energiansa jostain, ne eivät itse luo energiaansa.

Kvanttimekaniikan mukaan myös 0 Kelvinin lämpötilassa on nollapiste-energiasta johtuvaa värähtelyä, eli toimintaa: pitääkö kolmas pääsääntö enää paikkaansa?

Ja lämpöpumput toimivat, ne ottavat energiansa viileästä ympäristöstä ja luovuttavat sitä korkeamman lämpötilan sisätilaan. Ja niiden kuluttama sähkökin voidaan ottaa täysin ympäristöstä, esimerkiksi aurinkopaneeleilla.
Vapaa energialaitteet, jotka ottavat energiansa nollapiste-energiasta, eivät riko termodynamiikan lakeja ilmeisesti sen enempää kuin lämpöpumputkaan.

Tesla-aallot

Tesla-aallot eli ns. pitkittäiset aallot (eng. longitudinal waves, scalar waves, Non-Hertzian waves) ovat aaltoja, joiden värähtelysuunta on sama kuin aallon etenemissuunta, eli kuten äänen eteneminen ilmassa. Nikola Tesla löysi nämä sähkömagneettiset pitkittäisaallot 1890-luvulla. Ne pystyvät siirtämään häviötöntä energiaa pitkiä matkoja ja toimimaan langattomana energiansiirtona.

Tesla totesi toistuvasti, että hänen aaltonsa eivät ole Hertsin aaltoja, vaan uudenlaista energiansiirtoa, joilla on olennaisesti erilaiset ominaisuudet kuin Hertsin aalloilla.

Teslamuuntaja

Teslamuuntaja

Ensiöpiiriin syötetään virta joko erillisellä suurjännitemuuntajalla, tai muulla järjestelyllä, jolla saadaan ensiöön useiden tuhansien volttien jännite. Kipinäväliä käytetään synnyttämään voimakas jaksottainen virta ensiökäämiin, jolloin järjestelmä alkaa värähdellä resonanssitaajuudellaan ja synnyttää toisioon hyvin suuren jännitteen, joka purkautuu lopulta kipinänä toisioelektrodin kautta maahan.

Teslamuuntaja on nykyään käytössä lähinnä harrastelijoiden testilaitteena.
Tosin ranskalainen Georges Lakhovsky kehitti teslamuuntajaan perustuvan hoitolaitteen (eng. Lakhovsky Multiple Wave Oscillator) 1920-luvulla, joilla hän hoiti menestyksekkäästi monenlaisia sairauksia. Nykyäänkin Lakhovsky Multiple Wave Oscillator -laitteen replikaatioita kehittää ja valmistaa useita eri yrityksiä ja tutkijoita eri puolilla maailmaa.

Myös Itävallassa Zeileis-instituutissa on edelleen käytössä Tesla-muuntajaan perustuva hoitomenetelmä, jonka kehitti Valentin Zeileis jo 1906.