Что такое генератор электроэнергии Уральский кубик

УДК 621.362

"Уральский кубик" (УК) - устройство, преобразующее колебания температуры окружающей среды (например, воздуха) в полезную работу (например, электроэнергию).

Такой энергоресурс автором впервые предложен на семинаре по общей физике в МФТИ у старш.преп. Волошиной во 2-й половине 80-х гг., впервые озвучен в научном сообществе на открытом заседании каф. физической механики МФТИ у проф. Э.Е.Сона   в 1990 г. (с присутствием нехорошего человека В. Черномырдина, который премудро заявил: "Он хочет превратить нас в растительное существование!" и отказался финансировать изобретение) впервые представлен на международном уровне на выставке в 1998 г. (см. далее). Впоследствии разработки УК автора совместно с учениками физматлицея №31 г.Челябинска были даже премированы государством.

Здесь краткое изложение двух статей об Уральских кубиках №№1-5 и ссылки на разные публикации о них.

Иллюстрация: глобальная карта термоколебательного ("ветротеплового") энергоресурса. Авторы: А.В. Горшков, В. Устимчик, 2003-2004 гг.

Статья 1.

Горшков А.В. БЕЗОПАСНЫЙ МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РЕСУРС. // Потенциал, 2022, №10, С.50-57.

Аннотация:

Рассказано о «ветротепловом», или «термоколебательном», глобальном энергетическом ресурсе как способе преобразования энергии и об устройствах для его использования. В пустынях и в высоких горах плотность полезно снимаемого потока энергии может достигать десятков кВт/м2, что на порядок больше солнечной постоянной, а также плотности энергосъёма с фотоэлектрических и ветромеханических преобразователей.

Цитата из статьи:

"... Такое устройство [Уральский кубик №1 - прим. авт.] было предложено в 1990 году (и некомпетентными рецензентами обозвано «вечным двигателем 2-го рода»; только профессор Э.Е. Сон понял и морально поддержал проект), сделано в 1998-м, названо «Уральским кубиком» (УК) и показано в действии на международной выставке "Научно-технический досуг – поколению XXI века" в ходе "Всемирного интеллектуального фестиваля" с 11 по 19 июля 1998 г. на ВВЦ России в г.Москве. Оно состояло из тепловой ёмкости (алюминиевого куба) – «буфера», по граням которого были наклеены на теплопроводную пасту 6 полупроводниковых термоэлектрических преобразователей или «модулей» (ТЭМ), соединённых последовательно между собой и симметричным стрелочным микроамперметром  в качестве полезной нагрузки. К свободным сторонам ТЭМов были приклеены на теплопроводную пасту 6 алюминиевых темплообменников-радиаторов. Все те небольшие части куба и ТЭМ, которые остались свободными, были покрыты теплоизоляцией. Получился колючий «кубик-ёжик» ..."

Статья 2.

Горшков А.В. ЧТО ТАКОЕ "ТЕПЛОВОЙ ДИОД" И ЕГО ВОЗМОЖНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ В БОЛЬШОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ // Потенциал, 2022, №11, С.54-61.

Аннотация:

Рассказано об устройствах с преимущественно односторонней теплопередачей (без движущихся твёрдых частей) и об их применении в капитальном строительстве и энергетике, в том числе в составе осуществлённого  «Уральского кубика непрерывного действия» (УКНД) – преобразователя колебаний температуры в окружающей среде в электроэнергию.

Цитата из статьи:

"В одном из прошлых номеров нашего журнала было рассказано об «уральском кубике» (УК), т.е. устройстве для преобразования нового глобального безопасного энергетического ресурса – суточных колебаний температуры воздуха – в электроэнергию. Но у обычного УК (№1, №2) есть большой недостаток: дважды за цикл, а именно, в те времена, когда температура буфера равна температуре окружающей среды, его вырабатываемая мощность равна нулю. Есть ли физико-техническая возможность обойтись без аккумулятора электроэнергии даже при непрерывной работе потребителя? Несомненно, есть! Рассуждение таково: пусть УК сам себе станет аккумулятором преобразуемой внутренней энергии!  Снабдим УК двумя постоянно разнотемпературными тепловыми ёмкостями (буферами) – относительно «горячей» и относительно «холодной». Преобразователь разности температур в полезную работу расположим в тепловом контакте между этими ёмкостями, ... Высокотемпературный буфер выполнен с возможностью нагревания от окружающей среды в то время, когда температура окружающей среды T(t) больше, чем в этом буфере Tгор(t). Низкотемпературный буфер выполнен с возможностью охлаждения в окружающую среду в то время, когда T(t) меньше, чем в этом буфере Tхол(t). Два ТД и, возможно, управляемые тепловые сопротивления формируют однонаправленный поток теплоты через преобразователь разности температур в полезную работу."

Статья 3.

Горшков А.В. НЕВОЗМУЩАЮЩИЕ СРЕДУ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ  В ФОРМЕ, УДОБНОЙ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И БЫТОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ // Проза.ру - http://proza.ru/2025/02/17/778 .

Литература:

1. Горшков А.В., Горшкова Е.А., Горшкова О.В. Школьные лабораторные работы для изучения термоэлектрических явлений Пельтье и Зеебека и их применений, демонстрации симметрии кинетических коэффициентов Онсагера, принципа ЛеШателье-Брауна, второго начала термодинамики, принципа сохранения энергии. Комплект из 6-ти устройств с описаниями и заданиями. Экспозиция на международной выставке "Научно-технический досуг - поколению XXI века" в ходе "Всемирного интеллектуального фестиваля", с 11 по 19 июля 1998 г., ВВЦ России, г.Москва. //

2. Горшков А.В., Устимчик В.Е., Карипов Д.Р. Новый глобальный энергетический ресурс, средства и последствия его использования. (05.03.2005., Илл.5, Библиогр.3 назв., Стр.3.) // Вестник энергосбережения Южного Урала. №1. 2005. C.22-23. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/05globre.rar

3. Гоpшков А.В., Долгих А., Кабанов С., Кpивонос А., Кузнецов Н., Панов Е. Набоp лабоpатоpных pабот по изучению теpмоэлектpических явлений. // Доклад и демонстpация на 52-й научно-технической конференции ЮУpГУ, секция общей и теоpетической физики. Апpель 2000 г. Челябинск, ЮУрГУ.

4. Гоpшков А.В., Долгих А., Кабанов С., Панов Е. Физический спецпpактикум по теpмоэлектpическим явлениям. // Сбоpник тезисов докладов VI учебно-методической конфеpенции стpан Содpужества "Совpеменный физический пpактикум". Секция 3: специальный физический пpактикум. 14-16.09.2000. Самаpа. М., "Издательский дом МФО", типогp. ГУП Воентехиниздат. 2000. С.175-176.

5. Бадзян Д., Гоpшков А.В., Долгих А., Зотов И., Кабанов С., Кpивонос А., Кузнецов Н., Михеев И., Панов Е., Спицына Я. Лабоpатоpия чистой энеpгетики и физического пpибоpостpоения. // Сбоpник тезисов докладов VI учебно-методической конфеpенции стpан Содpужества "Совpеменный физический пpактикум". Секция 3: специальный физический пpактикум. 14-16.09.2000. Самаpа. М., "Издательский дом МФО", типогp. ГУП Воентехиниздат. 2000. С.171-172.

6. Устимчик В., Горшков А.В. Совершение полезной работы в условиях равенства средних по времени температур среды и тела в ней. // Тезисы докладов 2-й международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 11-13.09.2001. Самара, СамГТУ. Естественные науки. Ч.1. Математика. Механика. Физика. Геология. С.126. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/Prob2001.doc , http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/mfti2002.doc

7. Устимчик В.Е., Горшков А.В. Исследование практической применимости электрогенератора "Уральский кубик" на основе данных гидрометеослужбы о погоде и на космических станциях. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/pogodaes.doc , http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/t04ustim.doc . // Труды 4-й международной конференции молодых учёных и студентов "Актуальные проблемы современной науки", секция "Энергетика". Самара, 10-12.09.2003. Части 12-16. С.61-64. http://povman.sstu.edu.ru

8. Горшков А.В., Устимчик В.Е. Исследование практической применимости электрогенератора "Уральский кубик" на основе данных гидрометеослужбы о погоде и на космических станциях. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/pogodaes.doc . // Сборник материалов 2-й Всероссийской научно-практической конференции "Безопасность жизнедеятельности в 3-м тысячелетии". ЮУрГУ, Челябинск, 16-18.09.2003. С.193-198. Изд. ЗАО "Челябинская межрайонная типография"

9. Горшков А.В., Устимчик В.Е., Ковалёв А.А., Карипов Д.Р. Новые способы и устройства экологически чистого получения энергии на спецкурсах Челябинского ФМЛ №31 по физике. / Пресс-конференция призёров областного конкурса «Бережём планету вместе», ОГУП «Энергосбережение», Челябинск: телевизионные новости НТВ, СТС (Челябинск), «Югра» (Ханты-Мансийск), ноябрь 2004 г (видеозапись 15 мин.).

10. Горшков А.В., Устимчик В.Е. Новый глобальный энергетический ресурс, средства и последствия его использования. // Материалы 43-й Международной научной студенческой конференции “Студент и научно-технический прогресс”, 12-14 апреля 2005 г. Новосибирск. Секция Глобальные проблемы и принципы устойчивого развития. Подсекция "Современные экологические проблемы и природоохранная деятельность". С.87-89. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/t05globr.rar

11. Горшков А.В., Устимчик В.Е. Технико-экономическая оптимизация ветротепловой электростанции на основе «уральского кубика». // 1-й международный форум (6-я Международная конференция) "Актуальные проблемы современной науки". Самара, 01-03 июня 2005 г. Секция энергетики. // Труды конференции. Часть 14-17 - энергетика. С.58-59. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/t05ustim.doc

12. Горшков А.В., Горшков Е.Е. Квантоворазмерные термоэлектрические явления. (10 с.) (10.2009.) // (опубл. позже, см. далее)

13. Горшков Е.Е., Горшков А.В. Уральский кубик непрерывного действия. // Актуальные проблемы современной науки : Труды 10-й Международной конференции "Актуальные проблемы современной науки", 16-18.11.2009. Естественные науки. Часть 18: Энергетика. - Самара: Изд-во СГОУ(Н), 2009. - с.5-9.- Сборник зарегистрирован в информрегистре РФ за №0320902826, свидетельство №18189.

14. Горшков А.В. Оригинальные термоэлектрические устройства и опыт их применения на элективных курсах по физике в предпрофильной и профильной школе в 1999-2009 гг. / Доклад на 15-й Всероссийской конференции "Учебный физический эксперимент. Актуальные проблемы. Современные решения.", направление: Новые учебные опыты по физике. 29-30.01.2010. // Тезисы доклада: Программа и материалы конференции. - Глазов: ГГПУ, 2010. - с.27-28. // Электронная презентация. 38 с.

15. Горшков А.В. Формирование готовности к исследовательской деятельности в области физики у учащихся профильных классов средствами элективных курсов. / Доклад. 9-я Международная научно-методическая конференция "Физическое образование: проблемы и перспективы развития". Совместное заседание конференции и лаборатории физического образования ИСМО РАО. 1-4.03.2010. - Москва, МПГУ. // Электронная презентация 5+38+46 с.

16. Горшков А.В. Новые экспериментальные средства формирования готовности к исследовательской деятельности по физике у учащихся элективнызх курсов в профильных классах. / Доклад. Заседание проблемно-методического совета "Средства обучения, информатика и информатизация образования". 4.03.2010. - Москва: Институт содержания и методов обучения РАО. // Электронная презентация 38+46 с.

17. Горшков А.В. Лабораторные, исследовательские и проектные экспериментальные работы по элективному курсу "Термоэлектрические явления и преобразование энергии" в ФМЛ №31. / Демонстрация экспериментов на семинаре "Лаборатория молодого исследователя" и электронная презентация 38 с. - Челябинск: ЧГПУ, каф. ТиМОФ. - 31.03.2010.

18. Горшков А.В. Учебно-методические приборные комплексы "Термоэлектрические явления" и "Генераторы высокого напряжения и газовые разряды". / Научно-практическая конференция преподавателей и сотрудников ЮУрГУ. Секция технологии приборостроения. - Челябинск. - 14.04.2010. - Электронная презентация 38+46 с.

19. Горшков А.В., Горшков Е.Е. Квантоворазмерные термоэлектрические явления. (2009 г.) / Научно-практическая конференция преподавателей и сотрудников ЮУрГУ. Секция технологии приборостроения. - Челябинск. - 14.04.2010. - 4 c. - Электронная презентация 21 с.// Наука ЮУрГУ: материалы 62-й научной конференции. Секции естественных наук. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2010. - С.102-107.

20. Горшков А.В., Горшков Е.Е. Квантоворазмерные термоэлектрические явления.// Актуальные проблемы современной науки: Труды 11-й Международной конференции молодых учёных и студентов (16-18.11.2010). Естественные науки. Части 4-6: Физика. Астрономия, Науки о Земле. Самара: Изд-во СГОУ(Н), 2010. - С.14-17.

21. Горшков Е.Е., Горшков А.В. Оптимизация теплового сопротивления и добавленной скорости обдува в "Уральском кубике непрерывного действия". // Актуальные проблемы современной науки: Труды 11-й Международной конференции молодых учёных и студентов (16-18.11.2010). Естественные науки. Часть 18: Энергетика. Самара: Изд-во СГОА(Н), 2010. - С.10-13.

22. Горшков А.В. Подготовка учащихся профильных классов к исследовательской деятельности в области физики средствами комплекса элективных курсов «Физические основы авиакосмической техники», «Физика плазмы», «Термоэлектрические явления». // Труды V-й общероссийской научно-практической конференции с международным участием "Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве". Москва, 3-5.02.2011. - С...... (6 с.)

23. Горшков А.В. Содержание ключевых понятий авторского комплекса элективных курсов по физике. // Труды X-й Международной научно-методической конференции "Физическое образование: проблемы и перспективы развития". Москва, МПГУ, 27.02.-03.03.2011. Секция "Актуальные проблемы обучения физике в системе общего среднего образования". - М.: МПГУ, Издатель Карпов Е.В., 2011. - С.54-58.

24. Горшков А.В., Бадзян Д., Долгих А., Кабанов С., Кpивонос А., Панов Е. Теpмоэлектpические явления. (Весна 2000, в 2-х частях. Часть 1-я: "Описательно-теоpетическая". С.55, Илл.38. Библиогp. 38 назв. Часть 2-я: "Лабоpатоpно-экспеpиментальная". С.108. Илл.53. Табл.14. Библиогp. 32 назв.) Челябинск, физико-математический лицей N_31, кафедpа физики и естествознания. // Тиp. 15 экз.

25. Горшков А.В. Образовательная программа профильного элективного курса по физике «Термоэлектрические явления и физические основы чистой энергетики», физико-математический лицей №31. С.60. Май 2005./ Областной конкурс элективных образовательных программ предпрофильного и профильного образования. Номинация «профильные по физике». Поделил 1-е место. Направлено в сборник рекомендованных образовательных программ Министерства образования как победитель областного конкурса ЧИПДОПР. Июнь 2005 г. // http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/termkonk.doc

26. Горшков А.В. Невозмущающие сpеду способы получения энеpгии в фоpме, удобной для пpомышленного и бытового использования. (21.12.2000, С.34. Рис.1) Челябинск, физико-математический лицей N_31, кафедpа физики и естествознания. // Internet, http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/Svtees.rar

27. Материалы к заявке на патент РФ МПК-7 F03G 7/00 , F24J 3/06 . Устройство для непрерывного преобразования изменений во времени температуры окружающей среды, в том числе пространственно-однородной по температуре, в полезную работу и способ применения этого устройства "Уральский кубик Инь-Ян". Горшков А.В. (02.04.2005. Илл.6, Библиогр.18 назв., Стр.23.) ФМЛ №31, каф. физики и естествознания.

28. Горшков А.В. Безопасный мировой энергетический ресурс. // Потенциал. – 2022. №10. – С.55–62.

29. Горшков А.В. Что такое «тепловой диод» и его возможное применение в большой энергетике. // Потенциал. – 2022.№11. – С.67–74.

30. Горшков А.В. Термоколебательная электростанция и её сравнение с другими типами электростанций. 21.12.2000. // http://proza.ru/2025/02/17/778 .

(27.09.2025)