קטגוריות: מאמרים מוצגים » עובדות מעניינות
מספר צפיות: 54914
הערות לכתבה: 8
חשמל אטמוספרי כמקור חדש לאנרגיה חלופית
החיפוש אחר מקורות חשמל חלופיים התפשט בעשורים האחרונים. האיום של התדלדלות משאבי האנרגיה המאובנים עורר את המחקר על השימוש במשאבים מתחדשים: אנרגיה מאוויר, מים וחום גיאותרמי. צבא הממציאים הצטרף למדענים העובדים בתחום האנרגיה האלטרנטיבית, והיום הם "הציפו" את מרחב המידע בפרויקטים להשגת אנרגיה "חופשית".
אחד התחומים הפופולריים ביותר להתפתחותם הוא שימוש בחשמל אטמוספרי. בהתבוננות באלימות הגורמים במהלך סופות רעמים, יש פיתוי גדול לאלף את כוחות החשמל של כדור הארץ, להשתמש בהם לטובת האדם.
בואו ננסה להעריך עד כמה זה מציאותי להתקרב לכוחות האלה ולהשתמש בהם בפועל. ראשית, אנו לענות על השאלה של האם מאגרי החשמל של כדור הארץ באמת גדולים? כמעט כולם שמעו או מודעים לכך קבלים. חלקם עבדו אתם, אחרים זוכרים בקורס לפיזיקה בבית הספר.
על פי מושגים מודרניים, כדור הארץ הוא אנלוגי לפרט כזה בדיוק של מעגלי הרדיו. הקבל הכדורי העצום הזה טעון ויוצר שדה חשמלי סביבנו.
מעכשיו תצטרך לפעול עם ערכים מספריים, כמו פרויקטים רבים העוסקים בשימוש בשדה החשמלי של כדור הארץ מסתמכים על מנגנונים מיתיים לחלוטין של מיצוי אנרגיה מקבל כזה.
ראשית על יכולת כדור הארץ. כבר בשלב זה יש פערים. כשמחשבים את יכולת כדור הארץ כמוליך כדורי בודד בחלל, מתקבל ערך של בערך 700 מיקרומטר. וחישוב הקיבול של הקבל שנוצר על ידי פני כדור הארץ והיונוספרה, הממוקם בגובה של 60-80 ק"מ, נותן ערך קרוב ל- 1F. הפער בין התוצאות הוא יותר מ- 1000 פעמים! וזו רק ההתחלה של אי הוודאות הקשורה חשמל של האווירה.
הקבל של כדור הארץ נטען עד מתח של כ -300 קילוואט, כאשר לפני האדמה יש מטען שלילי והיונוספרה חיובית. חוזק השדה בין "הלוחות" של קבל כזה הוא 120 -150 וולט / מ 'לפני השטח וצונח בחדות עם הגובה.
כמו כל קבל אמיתי, יש לו זרם דליפה. גיאופיזיקאים הצליחו למדוד את ערכו בצורה מדויקת למדי. הזרמים הללו קטנים מאוד: במזג אוויר צלול צפיפות זרם הדליפה היא רק 10 עד מינוס 12 מעלות Am2. אך חישוב מחדש לכל שטח כדור הארץ מעניק זרם דליפה כולל של כ 1800- המטען. המטען החשמלי של כדור הארץ (ובהתאם ליונוספרה) מוערך ב -5.7x10 בתליון מדרגה 5. ואז יש לקבל פריקה של קבל האדמה תוך ... 8-10 דקות, והשדה החשמלי ייעלם.
בפועל, אנו לא צופים בתמונה דומה. המשמעות היא שיש גנרטור טבעי מסוים בהספק של יותר מ- 700 מגוואט, שמפצה על אובדן המטען במערכת היונוספרה של כדור הארץ.
המדע המודרני התגלה כחסר אונים להסביר את מנגנוני טעינת הקבל. כיום יש יותר מעשרה תיאוריות והשערות המתארות את המנגנונים והתהליכים של שמירה על מטען קבוע של כדור הארץ. אולם אימות ניסיוני וחישובים מעודנים מראים את המספר הלא מספיק של מטענים שנוצרו כדי לשמור על ערך יציב של שדה כדור הארץ.
בין המועמדים למחוללי הטעינה נחשבו סופות רעמים, זרימת זרמים במעטפת המותכת של כדור הארץ, זרימת חלקיקים מהשמש (רוח שמש). יש אפילו השערה אקזוטית לגבי קיומו של הטבעי גנרטור MHDעבודה באווירה העליונה. התוצאה מאכזבת - כיום המדע לא יודע מאיפה מחדשים המטענים של הקבל הטבעי.אולי כל אחד מהמנגנונים הללו תורם לטעינה של מטען האחסון בכדור הארץ.
ועכשיו על אפשרויות השימוש אנרגיה קבלים טבעיים. כאמור לעיל, חוזק השדה (או שיפוע פוטנציאלי על פני השטח) הוא בממוצע 130 וולט / מ '. אך אין זה אומר שאדם גבוה הוא בעל פוטנציאל של 260 וולט בין העקבים לכתר. אוויר הוא מבודד מצוין, וגוף האדם הוא מוליך טוב. לכן, ללא קשר לגידול, תמיד יש לנו את הפוטנציאל של כדור הארץ.
ניסיונות להשתמש בעוצמת השדה של כדור הארץ למטרות תועלתניות נעשו כבר למעלה משתי מאות שנים ונמשכים גם בימינו. ההישג הטוב ביותר של עיצובים לאיסוף חשמל אטמוספרי באמצעות בלונים איפשר להשיג הספק של בערך 1 קילוואט, ומעגלים מודרניים ופועלים באמת, מאפשרים לכם להפעיל LED בעל הספק נמוך או להטעין טלפון נייד.
העובדה היא שהמוליכות של אוויר אטמוספרי היא רק 10 עד מינוס 14 מעלות S / m (סימנס / מטר). פשוט בלתי אפשרי לבחור כוח בולט ממקור כה עמידות גבוה. לשם כך, על פרטי הגנרטור להיות בעלי בידוד אמין יותר. אבל המוליכות שעל פני השטח של המבודדים עולה על המוליכות של האוויר, ולכן הגנרטור "מכנס" במהירות.
המידע העדכני ביותר של מדענים מברזיל על האפשרויות לייצור חשמל מהאווירה הלחה של הטרופיים עשוי להיות בעל ערך תיאורטי. היעילות של גנרטור כזה נמוכה פי מאה מיליון מתא תא שמש.
אם אי אפשר להשתמש באנרגיה משכבת פני השטח של האטמוספרה, האם הוא יכול לנסות "לפרוק" את הקבל העולמי? לרוע המזל, ההזדמנויות כאן הן קטנות. המוליכות האטמוספרית הוזכרה לעיל. המוליכות של היונוספרה גבוהה ב -10 סדרי גודל, אך מספרית היא רק 5x10 במינוס 4 מעלות S / m.
כאשר המרווח "מתקצר", פני כדור הארץ - היונוספרה, עם צרור פלזמה, המתקבלים, למשל, מלייזר, זורם זרם לא חשוב של מאות מילי-אמפר במעגל. זה נקבע על ידי ההתנגדות הפנימית של "בטנה" היונוספרית של הקבל, הכולל 5-10 kOhm / m. השגת "מנורה" באור באורך 60-80 ק"מ היא גבול האפשרויות של שיטה כזו. וזה לצורך שמורת אנרגיה של קצת יותר מ 2500 קוט"ש / שעה - זו בדיוק האנרגיה של קבל עולמי טעון.
יש שיקול נוסף כנגד התערבות אנושית בתהליכים החשמליים של כדור הארץ. הם נוצרו במשך מיליארדי שנים ומילאו תפקיד חשוב בהופעת החיים בכוכב הלכת שלנו. השילוב של תהליכים אלו מהווה שרשרת ייצור עולמית ופיצוי של מטענים חשמליים, מעין אנלוגי של מערכת העצבים האנושית.
אין לנו עדיין מושג לגבי מנגנוני הפעולה הרבים של שרשרת זו. ראוי להזכיר את התגלית האחרונה של הברק ביונוספרה. לכן, להתערב בשרשרת כזו, לא להבין את חוקי תפקודה ואת ההשלכות האפשריות של הפרעה, זה לפחות מטופש. לכן, אפילו לאחר שמצאנו את המפתחות למזווה החשמל הטבעי, יש לזנוח אותם מייד.
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: