Может ли ветряная турбина работать на автомобиле?

От небольшого ветрогенератора не будет толку, если машина стоит на месте. Чтобы генерировать 1000 ватт при скорости ветра 5 миль в час и КПД 40 %, потребуется 1000 * (70/5) /.4 = 35 000 ватт для движения со скоростью 70 миль в час. Это примерно 47 лошадиных сил. Это, вероятно, сократит расход топлива вдвое.

Вопрос был сформулирован несколько расплывчато, и сначала я предположил, что речь идёт об установке ветряной турбины на автомобиль для получения движущей силы. Да, как ни странно, такой автомобиль, работающий на энергии ветра, будет работать, если он правильно сконструирован, даже при встречном ветре! При этом не будет нарушен ни один закон физики: сохраняется энергия и сохраняется импульс (вы используете колёса, чтобы преобразовать импульс ветра в дополнительный импульс планеты Земля). Однако производительность такого автомобиля, работающего на энергии ветра, будет крайне низкой (я полагаю, что любая ветряная турбина, вес которой может выдержать автомобиль, будет развивать скорость не более 1 км/ч, а возможно, и гораздо меньшую).

Однако, если я правильно понял вопрос, речь шла о том, чтобы использовать какой-то волшебный вентилятор, который будет помогать генератору, разгружая двигатель.

Существуют хорошо изученные законы — первый и второй законы термодинамики.

Первый закон термодинамики — закон сохранения энергии. Вы не можете создать или уничтожить энергию, вы можете лишь изменить её форму (примечание: согласно Эйнштейну, масса — это одна из форм энергии). Если вы устанавливаете вентилятор, вам нужно как-то его питать, например, электричеством. Любая энергия, которую вы используете для работы вентилятора, может уменьшить количество энергии, необходимой для работы генератора, но эта энергия должна откуда-то поступать. Она поступает от аккумулятора, который заряжается от генератора, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания. Таким образом, тот самый двигатель, нагрузку на который вы собираетесь снизить, должен справляться с возросшей нагрузкой на вентилятор.

Как правило, КПД далёк от 100 %. В данной конкретной ситуации, я полагаю, «помощь» генератору будет настолько минимальной, что более 99 % вашей энергии будет потрачено впустую, и менее 1 % из неё действительно поможет генератору.

Второй закон термодинамики гласит, что беспорядок (энтропия) только увеличивается и никогда не уменьшается. Это обеспечивает максимальную эффективность тепловых двигателей и холодильников / систем кондиционирования. Для кондиционеров и холодильников этот показатель может превышать 100 %, но для эквивалентного теплового двигателя он будет меньше 100 % на ту же величину, так что произведение эффективности кондиционера/холодильника на эффективность эквивалентного теплового двигателя всегда будет не более 100 % — так что и здесь бесплатного обеда не будет.

Оба этих закона прошли тщательную проверку. Любое нарушение этих законов может быть использовано для демонстрации работающего вечного двигателя.

До сих пор никому не удалось создать работающий вечный двигатель, несмотря на многочисленные попытки. Учитывая количество людей, которые пытались это сделать, я бы сказал, что эти законы являются наиболее проверенными законами физики.

Однако есть несколько способов получить отработанную энергию автомобиля и преобразовать её в полезную энергию:

• Турбокомпрессоры используют энергию выхлопных газов, чтобы подавать в двигатель больше воздуха, увеличивая мощность и снижая расход топлива


• Теоретически вы могли бы использовать устройство, похожее на турбокомпрессор, для выработки электроэнергии и зарядки аккумулятора.


• Турбокомпрессор должен показывать, что в выхлопных газах содержится много нерационально используемой энергии. Более совершенный цикл, такой как имитация цикла Аткинсона вместо цикла Отто, может помочь преобразовать больше этой энергии в движущую силу (и используется, по крайней мере, в гибридах Toyota).


• Эффективность генератора переменного тока на самом деле довольно низкая. В современных гибридных автомобилях вместо него используются мотор-генераторы, которые более эффективны.


• Регенеративное торможение позволяет заряжать аккумулятор, превращая энергию торможения в полезную энергию.

Кстати, если вы думаете, что можно обойтись без вентилятора и приводить ветряную турбину в движение встречным ветром, который обычно возникает при быстрой езде, то это увеличит сопротивление воздуха и, следовательно, нагрузку на двигатель внутреннего сгорания.