세계가 화석 연료에 대한 의존도를 줄이면서 에너지에 대한 만족할 줄 모르는 식욕을 공급할 대체 연료 원을 계속 찾고 있기 때문에 새로운 원천은 예기치 않은 장소,즉 우리 주변의 소리에 놓여있을 수 있습니다.
소리 에너지에 대한 조사는 수년 동안 진행되어 왔지만,소리를 에너지 원으로 사용하는 것은 아직 초기 단계에 있다. 이 문서는 소리 에너지,그것의 다양 한 용도 및 대체 에너지 소스로 서 그것의 생존 능력에 의해 의미 하는 무슨을 볼 것 이다.
소리 에너지 란 무엇입니까?
다양한 종류의 에너지가 있으며,소리 에너지는 음파의 진동에서 비롯된다.
하지만 어떻게 이런 일이 실제로 발생합니까? 교란으로 인해 물체 나 물질이 진동 할 때 진동에 의해 생성 된 에너지는 물체를 통해 음파로 이동합니다. 진동하는 물체 또는 물질은 고체,액체 또는 가스 여야합니다.
공기와 같은 물질로 손을 흔드는 것만큼 기본적인 것은 충분한 진동을 일으켜 음파로 이어진다. 이러한 수단에 의해 생성 된 음파는 인간에 의해 들릴 정도로 크지 않지만,원리는 우리의 고막에 들리는 음파에 대해 동일합니다. 진동은 물질에 있는 분자가 서로 부딪치고 음파의 생산에 지도하는 효력을 노크에 창조하는 원인이 됩니다.
파동에는 종파(또는 압축)파와 횡파의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 종파는 파가 물질에 작용하는 힘과 같은 방향으로 움직일 때 형성됩니다. 파도가 가장 콤팩트 한 영역을 압박이라고합니다;파도가 가장 확장 된 영역을 희박이라고합니다.
반면에 횡파는 적용된 힘에 수직 인 방향으로 움직입니다. 세로 파는 고체,액체 또는 기체의 세 가지 물질 중 하나에서 발생할 수 있지만 가로 파는 고체를 통해서만 이동할 수 있습니다.
이러한 음파를 발생시키는 진동은 우리의 귀에 의해 느껴지고,그 진동은 의미가 있습니다. 인간의 귀가 소리 진동을 감지하려면 초당 20 진동과 초당 20,000 진동 사이의 어느 곳에서나 움직여야합니다. 초당 더 많은 사운드 진동은 더 높은 음조의 사운드를 나타냅니다. 이 소리 진동은 소리의 주파수를 나타내는 헤르츠로 측정됩니다.
그러나 소리의 크기는 데시벨(데시벨)으로 측정되며 정상적인 대화는 약 60 데시벨이다.
소리 에너지는 어떻게 사용됩니까?
출처
다른 전원의 대체 가능한 소리 에너지에 대한 관심은 비교적 새로운 현상이지만,우리 인간이 오랫동안 생명 활동에 사용해온 소리 에너지의 예가 있습니다.
소리 에너지의 한 예가 생명을 구하는 데 기여했다. 조종사가 엔진 문제를 겪고있는 비행기에서 보석금을 내고 바다에 내려 가면 소리 에너지를 방출하는 작은 폭발물을 방출 할 수 있습니다.
작은 폭발물의 소리는 깊은 바다에서 수천 미터를 이동하는데,이 소리는 소파 또는 소리 고정 및 배열 채널로 알려진 깊은 소리 채널에 갇혀 있기 때문입니다. 이 소리는 바다의 특수 장치에 의해 포착 될 수 있으며 추락 한 조종사의 위치가 확인되어 구조 할 수 있습니다.
소리 에너지의 또 다른 예는 우리 중 많은 사람들에게 친숙한 것,즉 초음파의 사용입니다. 초음파는 담즙과 신장 결석을 끊기 위하여 이용될 수 있는 아주 고주파 경도 파로 위로 만듭니다. 그것은 또한 여자의 임신 도중 의학 화상 진찰 목적을 위해 통용됩니다.
소리 에너지의 세 번째 예는 일반적으로 인간과 관련이없는 것입니다-반향 위치. 돌고래,고래 및 박쥐와 같은 동물이 반향 위치를 사용하여 탐색하고 사냥하는 데 도움이된다는 것은 일반적인 지식입니다. 이 생물 개체 반송 하 고 그들에 게 그들의 경로에 먹이 또는 장애물의 위치를 나타내는 메아리로 반환 하는 음파를 보내.
그러나 일부 인간도 반향 위치를 사용한다는 것을 알고 있습니까? 일부 맹인 및 시각 장애인은 혀로 소리를 클릭하거나 지팡이로 두드려서 그렇게합니다. 그들이 만드는 음파는 물체에서 튀어 나와 위치,크기 및 질감에 대해 알려줍니다.
소리 에너지가 화석 연료를 대체 할 수 있습니까?
출처
연구자들은 지난 수십 년간 음향에너지를 재생 가능한 에너지 형태 중 하나로 조사해 왔다. 잠재력과 운동——이 작업을 수행 할 수있는 능력을 가지고 의미 소리 에너지는 기계적 에너지의 두 가지 유형이 포함되어 있기 때문에 연구자들은 관심이 있습니다. 잠재력과 운동 에너지의 차이를 설명 우리의 가이드에서 자세히 알아보십시오.
그러나 건전한 에너지를 힘의 원천으로 활용하는 기술은 아직 규모로 사용할 수 있는 단계에 이르지 못했다. 예를 들어,공압식 드릴의 소리,우리 대부분이 너무 강렬하다고 생각하는 소리는 평방 미터당 100 분의 1 와트의 에너지 만 생성하는 반면,같은 지역의 태양 에너지는 680 와트를 생성합니다.
그럼에도 불구하고 우리 환경에서 소리의 보급은 힘을 위해 건전한 에너지를 활용하는 것을 놀라운 전망으로 만든다. 헬름홀츠 공진기,음향 메타 물질 및 열 음향 엔진:과학자들은 음향 에너지 수확이라고하고,전원으로서의 잠재력에 대한 연구는 주로 세 가지 기술에 초점을 맞추고있다. 세 가지 모두에 대해 자세히 살펴 보겠습니다.
헬름홀츠 공진기
헬름홀츠 공진기는 소리를 증폭 또는 흡수하는 데 사용됩니다. 한 실험에서 연구자들은 기차역에서 소리를 포착하고 증폭하기 위해이 속성을 그렸습니다. 그들은 다음 전기 발전기 모듈의 도움으로 전기 에너지로 소리 에너지를 변환. 그 결과 전력 출력은 작은 전자 장치를 작동하기에 충분했습니다.
음향 메타 물질
이러한 유형의 재료는 특정 목적을 달성하기 위해 음파를 조작하도록 설계되었습니다. 소리 에너지를 이용하기 위하여 개발되는 그들은 들어오는 음파를 증폭하고 전기 에너지로 그들의 변환을 가능하게 하기 위하여 음파에서 에너지를 집중한다 둘 다. 압전 구조는 일반적으로 음향 메타 물질을 설계하는 데 사용됩니다.
열음향 엔진
이러한 유형의 엔진은 열을 소리 에너지로 변환하여 전기 에너지를 수확합니다. 열 음향 엔진은 사용하기 쉽고 신뢰할 수있는 기술로 간주됩니다. 그러나,다른 두 달리 에너지 수확 과정을 구동하기 위해 외부 전원 공급 장치에 의존 않습니다. 그 응용 분야 중에는 배출량을 줄이기 위해 자동차 배기 폐열을 회수 한 다음 전기 에너지가 수확되는 사운드 에너지로 변환됩니다.
그러나,음향 에너지 수확의 이러한 방법은 실제 응용 분야에서 제한적이다. 한 가지 이유는 일부 방법은 주파수의 좁은 밴드와 함께 작동,현대 생활에서 사운드 수확에 사용할 수있는 소리의 많은 광대역 주파수 범위에있는 반면. 연합군의 한계는 음향 메타 물질의 경우와 같이,소리를 수집하는 데 사용되는 영역은 일반적으로 매우 작은,그래서 많은 에너지를 수집 할 수 있다는 것입니다.
사운드 에너지는 재생 가능 에너지 원입니까?
출처
음향 에너지를 재생 가능 에너지 원으로 사용하는 것은 실험 단계에서 여전히 더 많이 사용되고 있다. 그러한 실험 중 하나는 3 개의 버스 정류장에서 발생하는 소음을 포착했습니다. 음향 메타 물질,즉 압전 물질의 도움으로,이 소음을 전기 에너지로 변환했습니다.
연구진은 그들의 목표는 가로등에 전원을 공급하는 데 사용할 수있는”녹색 지속 가능한 전기 에너지”를 만드는 동안 재생 불가능한 에너지 원의 사용을 줄이는 것이라고 말했다. 그들이 정기적으로 소리를 포착 한 위치는 약 80 데시벨의 소음 수준을 가졌으며 잡힌 에너지는 약 1.5 미터 제곱 영역에서 약 0.024 와트 시간을 산출했습니다.
그러나 몇몇 회사는 이러한 형태의 에너지를 상업적 규모로 사용하여 진전을 이룬 것으로 보인다. 부서의 에너지 투자 기술로 알려진 ResonantAcoustics 혼합(RAM)에 의해 개발되었 Resodyn 사가 판매하는 산업에서 사용하는 혼합의 주요 부분으로 그들의 생산 과정입니다.
소리 진동은 도자기,식품 및 의약품 제조 및 물 처리에서와 같이 액체와 슬러리를 혼합하는 데 사용됩니다. 지금까지이 회사는 미국과 해외에서 믹서를 판매했으며 다양한 용량의 믹서를 도입했습니다.
재생 가능 에너지로서의 사운드 에너지의 또 다른 상업적 응용은 항공기 제조업체 보잉에 의해 만들어지고 있습니다. 이 회사는 2015 년에 공항에서 이륙하는 제트기의 소리를 수확하고 그 소리를 전력으로 사용하기 위해 전기로 변환하는 기술에 대한 특허를 출원했습니다.
또 다른 특허 사운드 에너지 응용 프로그램은 호주의 에이밋 대학의 연구자들에 의해 개발되었다. 거기 과학자는 흡입에 의하여 백신 주사를 전달하기 위하여 고주파 음파를 이용하는 기술 보다는 오히려 바늘을 사용하여 특허를 얻었습니다.
사운드 에너지 기술의 더욱 실제적인 응용은 노팅엄 대학의 연구원이 개발 한 음향 밥솥을 포함하며,음향 에너지를 사용하여 스토브에 전원을 공급하기 위해 전기를 생산합니다. 36 와트의 전기를 생산하는 스토브는 아시아에서 테스트되었습니다. 사하라 사막 이남의 아프리카와 아시아 일부 지역의 많은 사람들이 전기 공급이 부족하기 때문에 혁신적인 기술로 간주됩니다.
소리 에너지를 저장할 수 있습니까?
출처
몇 년 동안 대부분의 재생 가능 에너지의 흡수를 방해했던 것과 같은 문제는 소리 에너지와 함께 발생합니다.
일반적으로 음파를 포함한 모든 종류의 기계적 파동은 물체와 접촉할 때 그 형태를 변화시킬 것이다. 그것 중 일부는 그것이 접촉하는 물질에 의해 흡수되거나 흩어질 것입니다. 음파가 흡수될 때 에너지의 다른 모양이 된다.
연구자들은 필요할 때까지 소리 에너지를 저장하여 필요에 따라 전기 에너지로 변환 할 수있는 방법을 개발했습니다. 코 히어 런트 가상 흡수로 알려진이 기술은 기본적으로 음파가 일반적으로 물질과 상호 작용하는 방식을 방해하여 에너지가 필요하기 전에 전기 에너지로 손실되거나 변형되지 않고 저장 될 수 있도록합니다.
거의 20 년 전,소리로부터 에너지를 저장하는 기술에 대한 특허가 출원되었습니다. 그것은 긴 기간 동안 전기 에너지를 저장할 것 이라고 하 고 원격 지역에 있는 저장을 위한 특히 유용한 장치 라고 플라이휠의 사용을 포함 한다.
이러한 기술과 특허 중 어느 것이 결국 이륙하여 주류가 될 것인지 또는 규모에서 사용하기 위해 개발 될지 여부는 여전히 남아 있습니다. 그러나 그들은 연구자들이 전 세계적으로 기후 변화와 자연 재해를 일으키는 화석 연료를 오염시키는 대안을 찾는 긴급한 도전에 참여하고 있음을 강조합니다. 따라서 그러한 노력은 박수를 보냅니다.
소리 에너지는 귀만을위한 것입니까?
이 문서에서 볼 수 있듯이,사운드 에너지는 악기 또는 언어의 사용을 통해이든,의사 소통을 우리 인간의 요구를 충족보다 훨씬 더 않습니다. 이 기사는 공기 분자와 달성되는 기술 혁신 때문에 소리 에너지가 이동하는 방식 뒤에 과학의 많은 가능한 응용 프로그램 중 일부를 보여주었습니다. 이러한 연구는 아마도 시각 장애인에게 더 큰 독립성을 제공하는 음향을 사용하는 장치로 이어질 것입니다. 또한 잃어버린 사람이나 물건을 찾거나 전기를 위해이 재생 가능한 자원을 활용하는 새로운 방법을 발견 할 수 있습니다.
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