Сбор энергии молнии
С конца 1980-х годов было предпринято несколько попыток исследовать возможность сбора энергии молний . Одиночный разряд молнии несет относительно большое количество энергии (около 7 гигаджоулей). [1] или об энергии, запасенной в 38 британских галлонах или 172 литрах бензина). Однако эта энергия сосредоточена в небольшом месте и передается за чрезвычайно короткий период времени ( микросекунды) . [2] ); чрезвычайно высокая электрическая мощность . следовательно, задействована [3] Было предложено использовать энергию, содержащуюся в молнии, для получения водорода из воды, чтобы использовать энергию быстрого нагрева воды из-за молнии. [4] или использовать группу молниеотводов для сдерживания удара либо напрямую, либо путем преобразования его в тепловую или механическую энергию, [ нужна ссылка ] или использовать индукторы, расположенные достаточно далеко, чтобы можно было уловить безопасную часть энергии. [5]
Обзор
[ редактировать ]Технология, способная собирать энергию молнии, должна иметь возможность быстро улавливать большую мощность, необходимую для удара молнии. Было предложено несколько схем, но постоянно меняющаяся энергия, участвующая в каждом ударе молнии, делает сбор энергии молнии от наземных стержней непрактичным: слишком высокая энергия повредит хранилище; слишком низко, и это может не сработать. [ нужна ссылка ] Кроме того, молнии носят спорадический характер, и поэтому энергию придется собирать и хранить; трудно преобразовать электрическую энергию высокого напряжения в энергию более низкого напряжения, которую можно сохранить. [4]
Летом 2007 года альтернативная энергетическая компания Alternate Energy Holdings, Inc. (AEHI) протестировала метод улавливания энергии молний. Проект системы был куплен у изобретателя из Иллинойса по имени Стив Лерой, который, как сообщается, смог обеспечить питанием 60-ваттную лампочку в течение 20 минут, используя энергию, полученную от небольшой вспышки искусственной молнии. Этот метод включал в себя башню, средство шунтирования большой части поступающей энергии и конденсатор для хранения остальной части. По словам Дональда Гиллиспи, генерального директора AEHI, они «не смогли заставить это работать», хотя «при наличии достаточного количества времени и денег вы, вероятно, могли бы масштабировать эту штуку… это не черная магия; это настоящая математика и наука, и это могло случиться». [6]
По словам Мартина А. Умана , содиректора Лаборатории исследования молний в Университете Флориды и ведущего специалиста по молниям, [7] «Одиночный удар молнии, хотя и быстрый и яркий, к моменту падения на землю содержит очень мало энергии, и для работы пяти 100-ваттных лампочек потребуются десятки молниеотводов, подобных тем, которые используются в системе, протестированной AEHI. течение года». В интервью The New York Times он заявил, что «энергия грозы сравнима с энергией атомной бомбы , но попытка собрать энергию молнии из земли безнадежна». [6]
Еще одной серьезной проблемой при попытке получить энергию от молнии является невозможность предсказать, когда и где гроза произойдет . Даже во время грозы очень сложно сказать, куда именно ударит молния. [1]
Направленные плазменные каналы
[ редактировать ]Чтобы облегчить сбор молнии, теоретически можно использовать канал лазерно -индуцированной плазмы (LIPC), позволяющий молнии ударять в предсказуемом месте. Лазер высокой мощности можно использовать для формирования столба ионизированного газа, который будет действовать как атмосферный канал для электрических разрядов молний, которые направят молнию на наземную станцию для сбора урожая. [8]
Терамобиль, [9] Международный проект, инициированный совместно франко-германским сотрудничеством CNRS (Франция) и DFG (Германия), сумел вызвать электрическую активность в грозовых облаках с помощью ультракоротких лазеров . Требуется большое количество мощности, 5 тераватт, в течение короткой длительности импульса. На данный момент применение молнии с лазерным каналом заключается в использовании энергии для отклонения молнии и предотвращения повреждений вместо сбора энергии молнии. [10]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Сможете ли вы обеспечить город электричеством с помощью молнии?» . физика.орг . Проверено 1 сентября 2011 г.
- ^ Ясухиро Сираиси; Такахиро Оцука (18 сентября 2006 г.). «Прямое измерение тока молнии через конструкцию генератора ветряной турбины». Электротехника в Японии . 157 (4): 42. дои : 10.1002/eej.20250 . S2CID 110075189 .
- ^ «Электрификация гроз», Эрл Р. Уильямс, Scientific American, ноябрь 1988 г., стр. 88–99.
- ^ Jump up to: а б Знание, доктор (29 октября 2007 г.). «Почему мы не можем поймать молнию и преобразовать ее в полезную электроэнергию?» . Бостон Глобус . Проверено 29 августа 2009 г.
- ^ Хельман, Д.С. (2011). «Ловля молний для альтернативной энергетики». Возобновляемая энергия . 36 (5): 1311–1314. doi : 10.1016/j.renene.2010.10.027 .
- ^ Jump up to: а б Гласси, Джон (9 декабря 2007 г.). «Молниевые фермы» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 29 августа 2009 г.
- ^ Умань получает медаль Флеминга 2001 года . www.agu.org
- ^ Управление освещением Discovery News https://www.youtube.com/watch?v=eBzxn2LEJoE
- ^ «Терамобиль» .
- ^ Жером Каспарян; Жан-Пьер Вольф (2010). «Об управлении молнией с помощью лазеров». Прогресс в области сверхбыстрых интенсивных лазеров (PDF) . Серия Спрингера по химической физике. Том. 98. стр. 109–122. Бибкод : 2010pui5.book..109K . дои : 10.1007/978-3-642-03825-9_6 . ISBN 978-3-642-03824-2 .