Elektros energija atmosferoje kaip naujas alternatyvios energijos šaltinis

Pastaraisiais dešimtmečiais labai paplito alternatyvių elektros energijos šaltinių paieška. Iškastinių energijos išteklių išeikvojimo pavojus paskatino atsinaujinančių išteklių naudojimo iš oro, vandens ir geoterminės šilumos naudojimo tyrimus. Išradėjų armija prisijungė prie mokslininkų, dirbančių alternatyviosios energijos srityje, ir šiandien jie „užtvindė“ informacinę erdvę, siekdami gauti „nemokamos“ energijos.

Viena populiariausių jų plėtros sričių yra atmosferos elektros energijos naudojimas. Stebint elementų smurtą perkūnijos metu, kyla didžiulė pagunda sutramdyti žemės elektrines jėgas, panaudoti jas žmogaus labui.

Pabandykime įvertinti, kaip realu priartėti prie šių jėgų ir panaudoti jas praktikoje. Pirmiausia atsakysime į klausimą Ar žemės elektros atsargos yra tikrai didelės? Beveik visi yra girdėję ar žino kondensatorius. Vieni dirbo su jais, kiti prisimena mokyklos fizikos kursus.

Pagal šiuolaikines koncepcijas, Žemė yra tik tokios radijo grandinių detalės analogas. Šis didžiulis sferinis kondensatorius yra įkrautas ir sukuria aplink mus elektrinį lauką.

Nuo šiol turėsite naudoti skaitmenines reikšmes, kaip Daugelis Žemės elektrinio lauko naudojimo projektų remiasi visiškai mitiniais energijos gavybos iš tokio kondensatoriaus mechanizmais.

Pirmiausia apie Žemės talpą. Jau šiame etape yra neatitikimų. Skaičiuojant Žemės, kaip vienišio sferinio laidininko, talpą kosmose, gaunama apie 700 μF vertė. Ir apskaičiuojant žemės paviršiaus ir jonosferos, esančios 60–80 km aukštyje, suformuoto kondensatoriaus talpą, gaunama vertė, artima 1F. Rezultatų neatitikimas yra daugiau nei 1000 kartų! Ir tai tik pradžia su netikrumu susijusių dalykų atmosferos elektra.

Žemės kondensatorius įkraunamas iki maždaug 300 kV įtampos, o Žemės paviršius turi neigiamą krūvį, o jonosfera yra teigiama. Lauko stipris tarp tokio kondensatoriaus „plokštelių“ paviršiaus yra 120–150 V / m ir staigiai krenta aukščio atžvilgiu.

Kaip ir bet kuris tikras kondensatorius, jis turi nuotėkio srovę. Geofizikams pavyko gana tiksliai išmatuoti jo vertę. Šios srovės yra labai mažos: esant skaidriam orui nuotėkio srovės tankis yra tik nuo 10 iki minus 12 laipsnių Am2. Tačiau perskaičiavus visą Žemės paviršių, nuotėkio srovė siekia apie 1800 A. Elektros žemės (ir atitinkamai jonosferos) krūvis yra 5,7x10 penktojo laipsnio pakaboje. Tada žemės kondensatorius turėtų būti iškrautas per ... 8-10 minučių, o elektrinis laukas išnyks.

Praktiškai panašaus vaizdo mes nestebime. Tai reiškia, kad yra tam tikras natūralus generatorius, kurio galia didesnė kaip 700 MW, kuris kompensuoja krūvio praradimą Žemės jonosferos sistemoje.

Šiuolaikinis mokslas pasirodė bejėgis paaiškinti kondensatoriaus įkrovimo mechanizmus. Šiandien yra daugiau nei 10 teorijų ir hipotezių, apibūdinančių nuolatinio Žemės krūvio palaikymo mechanizmus ir procesus. Bet eksperimentinis patikrinimas ir patobulinti skaičiavimai rodo nepakankamą generuotų krūvių skaičių, kad būtų galima išlaikyti stabilią Žemės lauko vertę.

Tarp kandidatų į generatorių generatorius buvo laikomas perkūnija, srovių cirkuliacija išlydytoje Žemės mantijoje, dalelių srautas iš Saulės (saulės vėjas). Yra net egzotiška hipotezė apie gamtos egzistavimą MHD generatoriusdirbant viršutinėje atmosferoje. Rezultatas nuvilia - šiandien mokslas tiksliai nežino, iš kur pasikartoja natūralaus kondensatoriaus krūviai.Galbūt kiekvienas iš šių mechanizmų prisideda prie žemės kaupimosi įkrovimo atnaujinimo.

O dabar apie naudojimo galimybes natūrali kondensatoriaus energija. Kaip minėta aukščiau, lauko stipris (arba potencialus nuolydis ant paviršiaus) yra vidutiniškai 130 V / m. Bet tai nereiškia, kad aukštas žmogus turi 260 V potencialą tarp kulnų ir karūnos. Oras yra puikus izoliatorius, o žmogaus kūnas yra geras laidininkas. Todėl, nepaisant augimo, mes visada turime Žemės potencialą.

Daugiau nei du šimtmečius buvo bandoma naudoti žemės lauko stiprumą utilitariniais tikslais ir jie tęsiasi ir šiandien. Geriausias atmosferos elektros energijos rinkimo naudojant oro balionus dizainas leido gauti apie 1 kW galią, o šiuolaikiškos, tikrai veikiančios grandinės leidžia įjungti mažos galios šviesos diodą arba įkrauti mobilųjį telefoną.

Faktas yra tas, kad atmosferos oro laidumas yra tik nuo 10 iki minus 14 laipsnių S / m (Siemens / metras). Iš tokio didelio atsparumo šaltinio neįmanoma lengvai pasirinkti pastebimos galios. Tam „generatoriaus“ detalės turi būti patikimesnės izoliacijos. Bet izoliatorių paviršiaus laidumas viršija oro laidumą, todėl generatorius greitai „trumpėja“.

Naujausia Brazilijos mokslininkų informacija apie galimybes gaminti elektrą iš drėgnos atogrąžų atmosferos yra labiau tikėtina teorinė. Tokio generatoriaus efektyvumas yra 100 milijonų kartų mažesnis nei saulės elemento.

Jei neįmanoma panaudoti energijos iš atmosferos paviršiaus sluoksnio, ar ji gali bandyti „iškrauti“ globalų kondensatorių? Deja, galimybių čia nedaug. Atmosferos laidumas buvo minėtas aukščiau. Jonosferos laidumas yra 10 laipsnių didesnis, tačiau skaitmeniniu būdu jis yra tik 5x10, atėmus 4 laipsnius S / m.

Kai tarpas „sutrumpėja“, Žemės paviršius - jonosfera su plazminiu pluoštu, gautu, pavyzdžiui, iš lazerio, grandinėje teka nereikšminga šimtų miliamprų srove. Jį lemia vidinis kondensatoriaus jonosferinio „pamušalo“ vidinis pasipriešinimas, apimantis 5–10 kOhm / m. Tokio metodo galimybių riba yra 60–80 km ilgio „dujinės“ lempos gavimas. Tai skirta šiek tiek daugiau nei 2500 kW / h energijos rezervui - tai yra tiksliai įkrauto pasaulinio kondensatoriaus energija.

Žmogaus įsikišimas į žemės elektrinius procesus yra dar vienas dalykas. Jie susiformavo per milijardus metų ir vaidino svarbų vaidmenį atsirandant gyvybei mūsų planetoje. Šių procesų derinys sudaro pasaulinę elektros krūvių gamybos ir kompensavimo grandinę, savotišką žmogaus nervų sistemos analogą.

Vis dar neturime supratimo apie daugybę šios grandinės veikimo mechanizmų. Verta paminėti neseniai žaibo atradimą jonosferoje. Todėl įsikišti į tokią grandinę nesuprantant jos veikimo dėsnių ir galimų trukdžių padarinių yra bent jau kvaila. Todėl net radę natūralios elektros sandėliuko raktus, jų turėtumėte nedelsdami atsisakyti.