Sklizeň bleskové energie - Harvesting lightning energy - Wikipedia

Od konce 80. let došlo k několika pokusům o prozkoumání možnosti sklizeň bleskové energie. Jediný šroub Blesk nese relativně velké množství energie (přibližně 5 gigajouly[1] nebo o energii uložené v 38 galonech benzínu). Tato energie je však koncentrována na malém místě a je předávána během extrémně krátké doby (mikrosekundy[2]); proto extrémně vysoká elektrická energie je zapojen.[3] 5 gigajoulů za 10 mikrosekund se rovná 500 terawattů. Protože blesky se liší napětím a proudem, průměrnější výpočet by byl 10 gigawattů.[4] Bylo navrženo, aby se energie obsažená v blesku používala k výrobě vodík z vody, využít energii z rychlého ohřevu vody v důsledku blesku,[5] nebo použít skupinu svodičů blesku k provedení úderu, a to buď přímo, nebo jeho přeměnou na teplo nebo mechanickou energii,[Citace je zapotřebí ] nebo použít induktory rozmístěné dostatečně daleko, aby bylo možné zachytit bezpečnou část energie.[6]

Přehled

Technologie schopná sbírat bleskovou energii by musela být schopna rychle zachytit velkou sílu blesku. Bylo navrženo několik schémat, ale neustále se měnící energie obsažená v každém blesku způsobuje, že získávání bleskové energie ze zemních prutů je nepraktické - příliš vysoké, poškodí skladování, příliš nízké a nemusí fungovat.[Citace je zapotřebí ] Blesk je navíc sporadický, a proto by bylo nutné sbírat a ukládat energii; je obtížné převést vysokonapěťovou elektrickou energii na energii nízkého napětí, kterou lze uložit.[5]

V létě roku 2007 alternativní energie Společnost s názvem Alternate Energy Holdings, Inc. (AEHI) testovala metodu pro zachycení energie v blescích. Návrh systému byl zakoupen od Illinois vynálezce jménem Steve LeRoy, který byl údajně schopen napájet 60 wattů žárovka po dobu 20 minut s využitím energie zachycené malým zábleskem umělého blesku. Tato metoda zahrnovala věž, prostředek pro odsunutí velké části přicházející energie a kondenzátor zbytek uložit. Podle Donalda Gillispieho, generálního ředitele společnosti AEHI, „nedokázali, aby to fungovalo,“ ačkoli „vzhledem k dostatku času a peněz byste pravděpodobně mohli tuto věc zvětšit ... není to černá magie; je to skutečně matematika a věda, a to se může stát. “[7]

Podle Martin A. Uman, co-ředitel Lightning Research Laboratory na University of Florida a přední autorita v oblasti blesků,[8] „jediný úder blesku, i když je rychlý a jasný, obsahuje velmi málo energie v době, kdy se dostane na zem, a k provozu pěti 100 wattových žárovek by bylo zapotřebí desítek bleskových věží, jaké se používají v systému testovaném AEHI v průběhu roku “. Při rozhovoru s The New York Times uvedl, že „energie v a bouřka je srovnatelná s hodnotou atomová bomba, ale pokus o získání energie blesku ze země je beznadějný “.[7]

Další velkou výzvou při pokusu o získání energie z blesku je nemožnost předpovědět kdy a kde bouřky objeví se. I během bouře je velmi obtížné určit, kam přesně zasáhne blesk.[1]

Směrované plazmové kanály

Pro usnadnění sběru blesku, a laser -indukovaný plazmový kanál (LIPC) by teoreticky mohl být použit k tomu, aby blesk zasáhl na předvídatelném místě. Vysokovýkonný laser by mohl být použit k vytvoření ionizovaného sloupce plynu, který by fungoval jako atmosférický kanál pro elektrické výboje blesku, který by nasměroval blesk do pozemní stanice pro sběr.[9]

Teramobil,[10] mezinárodní projekt zahájený společně francouzsko-německou spoluprací společnosti CNRS (Francie) a DFG (Německo), se jí podařilo spustit elektrickou aktivitu v bouřkových oblacích ultrakrátké lasery. Během krátké doby trvání pulzu je nutné velké množství energie, 5 terawattů. V tuto chvíli je aplikací blesku směrovaného laserem použití energie k odvrácení blesku a zabránění poškození namísto získávání energie blesku.[11]

Viz také

Reference

  1. ^ A b „Mohl bys napájet město bleskem?“. physics.org. Citováno 1. září 2011.
  2. ^ Yasuhiro Shiraishi; Takahiro Otsuka (18. září 2006). "Přímé měření bleskového proudu strukturou generátoru větrné turbíny". Elektrotechnika v Japonsku. 157 (4): 42. doi:10.1002 / eej.20250.
  3. ^ „The Electrification of Thunderstorms,“ Earle R. Williams, Scientific American, listopad 1988, str. 88–99
  4. ^ Dvořák, Paul. „Kolik energie v blesku“. Síla větru. Citováno 1. října 2016.
  5. ^ A b Znalosti, Dr. (29. října 2007). „Proč nemůžeme zachytit blesk a převést jej na použitelnou elektřinu?“. The Boston Globe. Citováno 29. srpna 2009.
  6. ^ Helman, D.S. (2011). "Chytání blesku pro alternativní energii". Obnovitelná energie. 36 (5): 1311–1314. doi:10.1016 / j.renene.2010.10.027.
  7. ^ A b Glassie, John (9. prosince 2007). „Lightning Farms“. The New York Times. Citováno 29. srpna 2009.
  8. ^ Uman dostává 2001 Flemingovu medaili. www.agu.org
  9. ^ Řízení osvětlení Discovery News https://www.youtube.com/watch?v=eBzxn2LEJoE
  10. ^ http://www.teramobile.org/teramobile.html
  11. ^ Jérôme Kasparian; Jean-Pierre Wolf (2010). „Na ovládání blesku pomocí laserů“ (PDF). Pokrok v ultrarychlé intenzivní laserové vědě. Springer Series v chemické fyzice. 98: 109–122. doi:10.1007/978-3-642-03825-9_6. ISBN  978-3-642-03824-2.