Blog na téma Neutrino

Co jsou to Neutrina?

Neutrina jsou neskutečně malé a lehké elementární částice, které se pohybují extrémně rychle – cestu od Slunce k Zemi urazí za neskutečných osm minut, tedy přibližně stejnou rychlostí jako má světlo, kterému to trvá 8 minut a 20 vteřin (rychlost světla ve vakuu je 300 000 km/s). Narozdíl od světla však Neutrino prochází vším – nic pro něj není překážkou. 1 cm³ obsahuje přibližně 300 Neutrin, každou vteřinu dopadne na plochu 1 cm² přibližně 370 000 Neutrin. Jedna 500 ml PET lahev tedy obsahuje přibližně 150 000 Neutrin. Neutrino je tak malé, že kdyby bylo veliké 1 mm, člověk by musel být velký jako celá Galaxie tj. 105 700 světelných let.

Jak vznikají Neutrina?

Neutrina vznikají nejčastěji při jaderných reakcích, tedy i na Slunci. Jejich vznik je známý již velmi dlouho a to proto, že při porovnávání hmotnosti těles na vstupu a výstupu u jaderných reakcí, byl malý rozdíl v hmotnosti – který je připisován právě vzniku Neutrin. Teprve později se zjistilo, že tato Neutrina oscilují resp. existují tři typy neutrin:

• electron neutrino
• muon neutrino
• tau neutrino

... a neutrino v průběhu letu mění svůj typ. Tyto změny jsou doprovázeny nebo nazývány oscilacemi, které se právě využívají pro generování elektrické energie. 
Více podrobností v anglickém jazyce na Wikipedii: en.wikipedia.org/wiki/Neutrino

Jsou tyto informace důvěryhodné?

Zejména o generování energie pomocí Neutrina? Podle nás existuje minimálně reálný základ v podobě ověřených informací. Samotná existence Neutrina se předpokládá již 90 let. Neutrino bylo poprvé popsáno Wolfgangem Paulim v roce 1930, aby vysvětlil, jak může beta rozpad šetřit energii, hybnost a moment hybnosti (spinu). 
Odborný článek Enrica Fermiho, napsaný v roce 1934, sjednotil Pauliho neutrino s pozitronem Paula Diraca a modelem neutron-proton Wernera Heisenberga a poskytl první solidní teoretický základ pro budoucí experimentální práci. První důkaz o existenci neutrin přišel v roce 1938 prostřednictvím simultánních měření elektronu a zpětného rázu jádra v komoře.

Novodobá současnost …

V dnešní době již pojednává o Neutrinu a jeho oscilaci mnoho prestižních organizací a lze tedy tyto informace považovat za potvrzené a důvěryhodné. Mimo jiné:
Přesné měření parametrů oscilací neutrin, dizertační práce dspace.cuni.cz/handle/20.500.11956/179857
SNO – Sudbury Neutrino Observatory, Ontario, Kanada: "V detektoru byly v roce 2001 potvrzeny oscilace slunečních neutrin."
Zdroj: www.aldebaran.cz/bulletin/2005_05_neu.php
IceCube Neutrino Observatory - neutrinová observatoř postavená v Antarktidě: icecube.wisc.edu/science/icecube/
Tisíce senzorů jsou umístěny pod antarktickým ledem:

Patent na generátor

Patentová přihláška byla podána v roce 2013, vynález je chráněn mezinárodním patentem W02016142056A1 (ke stažení ZDE). Strukturálně se nanomateriál skládá ze střídajících se vrstev grafenu, křemíku s aplikací kovové fólie. Každá vrstva grafenu se nachází mezi dvěma vrstvami křemíku (viz. obrázek). Na první vrstvu grafenu je nanesena kovová fólii, obvykle z hliníku. Počet grafeno-křemíkových vrstev je od 12 do 20, optimálně tucet. Nanomateriál je nanesen na jednu stranu kovové fólie, čímž se strana s nanomateriálem stává kladným pólem a nepotažená strana záporným pólem. Původně měl článek o velikosti 200x300 mm za normálních podmínek napětí 1,5 V a proud 2 A tj. 3 W. Tucet vrstev tedy 36 W. Nezapomeňte, že se bavíme o nanomateriálech a jaká je reálná velikost Neutrina. Aktuálně generátor o velikosti max. 1/4 m³ má deklarovaný výkon 5-6 kW (24/7 !) a avízovaná cena je 11 000 Euro tj. pouhých 275 000 Kč. K dispozici bude i generátor s dvojnásobným výkonem. Výroba továren již byla zahájena například ve Švýcarsku:
neutrino-science.com/the-final-stages-of-development-toward-mass-production-of-neutrinovoltaic-power-sources-are-wrapping-up/

Neutrino Energy Group

Neutrino Energy Group spolupracuje s celosvětovým týmem vědců a různými mezinárodními výzkumnými centry, které se zabývají aplikačním výzkumem, přeměnou spekter neviditelného záření Slunce, mimo jiné neutrin (vysokoenergetické částice, které neustále od Slunce procházejí vesmírem, tedy i na Zemi). Zabývají se využití Neutrin k výrobě elektrické energie. Tuto technologii nazývají rovněž Neutrinovoltaic - de faccto se jedná o alternativní využití Sluneční energie. Narozdíl od fotovoltaických panelů Neutrinovoltaika nepotřebuje být na slunném místě, nevadí jim oblačnost. 

Neutrino Energy Group v čele s generálním ředitelem Holgerem Thorstenem Schubartem vyrábí stohovatelné a škálovatelné neutrinovoltaické moduly, které obsahují nanomateriál složený z vrstev ultratenkého grafenu, křemíku a tenké vrstvy kovového materiálu, obvykle hliníku. Při průchodu Neutrin tento materiál vibruje a vzniká rezonance, která umožňuje vznik elektrické energie. Neutrinovoltaická technologie funguje zcela nezávisle na období a počasí. Neutrina se nikdy nepřestanou srážet se Zemí, což znamená, že neutrinovoltaické články fungují ve dne i v noci, 24/7 ... 365 dní v roce.

Základní údaje

Kategorie: Blog na téma Neutrino

Aktualizováno: 2. březen 2024

Detektor Super Kamiokande

Společně 40 univerzit a a výzkumných ústavů z celého světa pracují na objasnění podstaty záhad elementárních částic a vesmíru, do kterých patří i Neutrina.

Super-Kamiokande je velký detektor, který pozoruje hlavně elementární částice zvané neutrina. V roce 2015 získal profesor Takaaki Kajita Nobelovu cenu za objev oscilací neutrin v tomto Super-Kamiokande. Také za předchůdce Kamiokande získal profesor Masatoshi Koshiba Nobelovu cenu v roce 2002. Super-Kamiokande je tak nadále lídrem ve výzkumu neutrin.

I když je každé neutrino extrémně malé, jsou neutrina druhými nejhojnějšími částicemi ve vesmíru hned po světle. Mnoho neutrin se valí na Zemi ze Slunce a hvězd. Neutrina vznikají také srážkou záření z vesmíru (kosmického záření) se zemskou atmosférou. (Dokonce i banány vyzařují neutrina!) Protože je neutrino tak malé a není ovlivněno elektromagnetickou silou, snadno projde i zemí. Neutrina se proto sypou nejen z oblohy, ale procházejí také ze zadní strany Země a pokračují dále do nebe. Každou sekundu projdou našimi těly stovky bilionů neutrin ze Slunce.

Přestože je obtížné pozorovat samotná neutrina, můžeme detekovat nabité částice generované interakcemi s neutriny. Neutrino může projít čímkoli, ale ve vzácných případech vyvrhne nabité částice tím, že se střetne s hmotou, která mu stojí v cestě. V Super-Kamiokande pozorujeme slabé prstencové „Čerenkovovo světlo“ vyzařované nabitou částicí vyvrženou při srážce neutrina s vodou v detektoru. Obraz z detektoru můžete sledovat v reálném čase na: www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/realtimemonitor/

Základní údaje

Kategorie: Blog na téma Neutrino

Aktualizováno: 9. březen 2024

Komunita a bateriové úložiště s ukládáním přebytků

Jelikož 5-6 kW generátor může vyrobit každý den 120 až 144 kWh elektrické energie a spotřeba domácnosti je obvykle o 100 kWh menší, dává smysl takový zdroj energie využívat v rámci energetického společenství / komunity kde budu mít tolik domácností, abych si byl 100% jistý, že veškerou vyrobenou energii budu schopen spotřebovat. Jakákoliv regulace má totiž zpoždění v čase a zbytečně zvyšuje pořizovací i provozní náklady. Pořizovací náklady protože potřebuji větší kapacitu bateriového úložiště a provozní náklady jelikož u energie ukládané do baterie musím počítat s amortizací baterie a ztrátami při nabíjení a vybíjení baterie (cca 10 - 20 %). V této souvislosti je zajímavé upozornit na absurdní skutečnost, že ztráty na elektrickém vedení jsou (v případě že půjdu dál než k nejbližší trafostanici) větší, než při ukládání do baterie, ale český "systém" s nimi nepočítá. V tomto směru je mnohem více spravedlivý rakouský model, kde je zohledněno odkud a kam si energii posílám. Jak už tomu tedy v životě bývá, důležitá není pouze fyzika, ale i to, jaká je legislativa, protože ta často poskytuje nelogická a přesto výhodná řešení.

Pokud ovšem 5-6 kW generátor umístím do objektu, kde je průměrná spotřeba například 10 až 12 kW, třeba do kancelářské budovy, bytového domu, nebo výrobního podniku, dává větší smysl samostatné bateriové úložiště s detekcí a možností ukládání přebytků elektrické energie do baterie s následným využitím takto uložené baterie v době, kdy aktuální spotřeba přesáhne 6 kW hranici. Je to výhodnější jelikož při posílání přebytků na jiné místo, platím v místě odběru poplatky za distribuci. Pokud ovšem veškerou vyrobenou energii spotřebuji v místě výroby, poplatkům se vyhnu. Je ovšem nutné počítat se ztrátami při nabíjení i vybíjení a zmíněnou amortizací baterie. Ve finále tedy pravděpodobně zjistíte, že nejlepším řešením je kombinace nezávislého bateriového úložiště a komunitní energetiky.

Obě tato řešení nabízí například Chytré bydlení Morava (www.usporybudovam.cz). V případě bateriového úložiště se dokonce jedná o transformátorové inventory, které jsou více odolné na anomálie v síti, přepětí atd. Zároveň se jedná o bezpečné a libovolně škálovatelné řešení na 48 V. Bateriové úložiště navíc vůbec nekomunikuje s výrobou, je naprosto nezávislé, ať už se jedná o fotovoltaiku na střeše budovy, nebo libovolný jiný generátor, stačí mu měřící cívky na přívodním kabelu do domu a umí balancovat vyrobenou energii na fázích, tedy mohu použít i jednofázový generátor a posílat přebytky na zbylé dvě fáze.

Základní údaje

Kategorie: Blog na téma Neutrino

Aktualizováno: 2. březen 2024