Ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια ως νέα πηγή εναλλακτικής ενέργειας

Η αναζήτηση εναλλακτικών πηγών ηλεκτρικής ενέργειας έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη τις τελευταίες δεκαετίες. Η απειλή εξάντλησης των ορυκτών πηγών ενέργειας έχει ενθαρρύνει την έρευνα για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: ενέργεια από τον αέρα, το νερό και τη γεωθερμία. Ο στρατός των εφευρετών εντάχθηκε στους επιστήμονες που εργάζονται στον τομέα της εναλλακτικής ενέργειας και σήμερα «πλημμύρισαν» τον χώρο πληροφοριών με σχέδια για την απόκτηση «ελεύθερης» ενέργειας.

Ένας από τους πιο δημοφιλείς τομείς της ανάπτυξής τους είναι χρήση ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού. Παρατηρώντας τη βία των στοιχείων κατά τη διάρκεια καταιγίδων, υπάρχει ένας μεγάλος πειρασμός να εξημερωθούν οι ηλεκτρικές δυνάμεις της Γης, να τις χρησιμοποιήσουν προς όφελος του ανθρώπου.

Ας προσπαθήσουμε να αξιολογήσουμε πόσο ρεαλιστικό είναι να πλησιάσουμε αυτές τις δυνάμεις και να τις χρησιμοποιήσουμε στην πράξη. Αρχικά, θα απαντήσουμε στην ερώτηση Τα αποθέματα ηλεκτρικής ενέργειας της Γης είναι πραγματικά μεγάλα; Σχεδόν όλοι έχουν ακούσει ή γνωρίζουν πυκνωτή. Κάποιοι συνεργάστηκαν μαζί τους, άλλοι θυμούνται στην πορεία της φυσικής του σχολείου.

Σύμφωνα με τις σύγχρονες έννοιες, η Γη είναι ένα ανάλογο ακριβώς μιας τέτοιας λεπτομέρειας των ραδιοκυκλωμάτων. Αυτός ο τεράστιος, σφαιρικός πυκνωτής φορτίζεται και δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω μας.

Από εδώ και πέρα, θα χρειαστεί να λειτουργείτε με αριθμητικές τιμές, όπως πολλά έργα σχετικά με τη χρήση του ηλεκτρικού πεδίου της Γης βασίζονται σε εντελώς μυθικούς μηχανισμούς εξόρυξης ενέργειας από έναν τέτοιο πυκνωτή.

Πρώτα για την ικανότητα της Γης. Ήδη σε αυτό το στάδιο υπάρχουν αποκλίσεις. Κατά τον υπολογισμό της χωρητικότητας της Γης ως μοναχικού σφαιρικού αγωγού στο διάστημα, λαμβάνεται μια τιμή περίπου 700 μF. Και ο υπολογισμός της χωρητικότητας του πυκνωτή που σχηματίζεται από την επιφάνεια της Γης και την ιονόσφαιρα, που βρίσκεται σε υψόμετρο 60-80 χλμ, δίνει μια τιμή κοντά στο 1F. Η διαφορά μεταξύ των αποτελεσμάτων είναι πάνω από 1000 φορές! Και αυτό είναι μόνο η αρχή των αβεβαιοτήτων που συνδέονται με ηλεκτρική ενέργεια της ατμόσφαιρας.

Ο πυκνωτής της Γης φορτίζεται σε τάση περίπου 300 kV, με την επιφάνεια της Γης να έχει αρνητικό φορτίο και η ιονόσφαιρα να είναι θετική. Η ένταση πεδίου μεταξύ των "πλακών" ενός τέτοιου πυκνωτή είναι 120 -150 V / m στην επιφάνεια και πέφτει απότομα με το ύψος.

Όπως κάθε πραγματικός πυκνωτής, έχει ένα ρεύμα διαρροής. Οι γεωφυσικοί κατάφεραν να μετρήσουν με ακρίβεια την αξία τους. Αυτά τα ρεύματα είναι πολύ μικρά: σε καθαρό καιρό, η πυκνότητα ρεύματος διαρροής είναι μόνο 10 έως μείον 12 βαθμοί Am2. Αλλά ο νέος υπολογισμός σε ολόκληρη την επιφάνεια της Γης δίνει ένα συνολικό ρεύμα διαρροής περίπου 1800 Α. Το ηλεκτρικό φορτίο της Γης (και, κατά συνέπεια, η ιονόσφαιρα) υπολογίζεται σε 5,7x10 στο κρεμαστό 5ο βαθμό. Στη συνέχεια, ο πυκνωτής της γης πρέπει να αποφορτιστεί σε ... 8-10 λεπτά, και το ηλεκτρικό πεδίο θα εξαφανιστεί.

Στην πράξη, δεν παρατηρούμε μια παρόμοια εικόνα. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάποια φυσική γεννήτρια χωρητικότητας μεγαλύτερης των 700 MW, η οποία αντισταθμίζει την απώλεια φορτίου στο σύστημα ιονόσφαιρας της Γης.

Η σύγχρονη επιστήμη έχει αποδειχθεί αδύναμη να εξηγήσει τους μηχανισμούς χρέωσης ενός πυκνωτή. Σήμερα υπάρχουν περισσότερες από 10 θεωρίες και υποθέσεις που περιγράφουν τους μηχανισμούς και τις διαδικασίες διατήρησης ενός σταθερού φορτίου της Γης. Αλλά η πειραματική επαλήθευση και οι εκλεπτυσμένοι υπολογισμοί δείχνουν τον ανεπαρκή αριθμό των παραγόμενων χρεώσεων για τη διατήρηση μιας σταθερής τιμής του πεδίου της Γης.

Μεταξύ των υποψηφίων για γεννήτριες φορτίου θεωρήθηκαν καταιγίδες, η κυκλοφορία ρευμάτων στο λιωμένο μανδύα της Γης, η ροή σωματιδίων από τον ήλιο (ηλιακός άνεμος). Υπάρχει ακόμη και μια εξωτική υπόθεση για την ύπαρξη φυσικών Γεννήτρια MHDπου εργάζονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Το αποτέλεσμα είναι απογοητευτικό - σήμερα η επιστήμη δεν γνωρίζει ακριβώς πού αναπληρώνονται τα φορτία του φυσικού πυκνωτή.Ίσως κάθε ένας από αυτούς τους μηχανισμούς να συμβάλλει στην επαναφόρτιση του φορτίου της αποθήκης της γης.

Και τώρα για τις δυνατότητες χρήσης φυσική ενέργεια πυκνωτή. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η ένταση πεδίου (ή η δυναμική κλίση στην επιφάνεια) είναι κατά μέσο όρο 130V / m. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι ένας ψηλός άνθρωπος έχει δυναμικότητα 260V μεταξύ των τακουνιών και της στεφάνης. Ο αέρας είναι ένας εξαιρετικός μονωτήρας και το ανθρώπινο σώμα είναι ένας καλός αγωγός. Επομένως, ανεξάρτητα από την ανάπτυξη, έχουμε πάντα τη δυνατότητα της Γης.

Οι προσπάθειες για χρήση της δύναμης του πεδίου της Γης για χρηστικούς σκοπούς έχουν αναληφθεί για περισσότερο από δύο αιώνες και συνεχίζονται σήμερα. Το καλύτερο επίτευγμα των σχεδίων για τη συλλογή ατμοσφαιρικής ηλεκτρικής ενέργειας με μπαλόνια κατέστησε δυνατή την απόκτηση ισχύος περίπου 1 kW και τα σύγχρονα κυκλώματα που πραγματικά λειτουργούν σας επιτρέπουν να τροφοδοτείτε ένα LED χαμηλής κατανάλωσης ή να επαναφορτίσετε ένα κινητό τηλέφωνο.

Το γεγονός είναι ότι η αγωγιμότητα του ατμοσφαιρικού αέρα είναι μόνο 10 έως μείον 14 βαθμοί S / m (Siemens / meter). Είναι απλώς αδύνατο να επιλέξετε αξιοσημείωτη ισχύ από μια τέτοια πηγή υψηλής αντοχής. Για το σκοπό αυτό, οι λεπτομέρειες της "γεννήτριας" πρέπει να έχουν πιο αξιόπιστη μόνωση. Αλλά η αγωγιμότητα στην επιφάνεια των μονωτών υπερβαίνει την αγωγιμότητα του αέρα, έτσι ώστε η γεννήτρια γρήγορα "σορτς".

Οι πιο πρόσφατες πληροφορίες από βραζιλιάνους επιστήμονες σχετικά με τις δυνατότητες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από την υγρή ατμόσφαιρα των τροπικών περιοχών είναι πιο πιθανό να έχουν θεωρητική αξία. Η αποδοτικότητα μιας τέτοιας γεννήτριας είναι 100 εκατομμύρια φορές μικρότερη από μια ηλιακή κυψέλη.

Αν είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί ενέργεια από το επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας, μπορεί να προσπαθήσει να «εκφορτώσει» τον παγκόσμιο πυκνωτή; Δυστυχώς, οι ευκαιρίες εδώ είναι μικρές. Η ατμοσφαιρική αγωγιμότητα αναφέρθηκε παραπάνω. Η αγωγιμότητα της ιονόσφαιρας είναι 10 τάξεις μεγέθους υψηλότερη, αλλά αριθμητικά είναι μόνο 5x10 σε μείον 4 βαθμούς S / m.

Όταν το διάκενο «συντομευτεί», η επιφάνεια της Γης - η ιονόσφαιρα, με δέσμη πλάσματος, που λαμβάνεται, για παράδειγμα, από ένα λέιζερ, ρέει ένα ασήμαντο ρεύμα εκατοντάδων milliamps στο κύκλωμα. Καθορίζεται από την εσωτερική αντίσταση της ιονόσφαιρας "επένδυσης" του πυκνωτή, η οποία περιλαμβάνει 5-10 kOhm / m. Για να αποκτήσετε μια "λυχνία" αερίου φωτός μήκους 60-80 χλμ. Είναι το όριο των δυνατοτήτων μιας τέτοιας μεθόδου. Και αυτό είναι για χάρη ενός ενεργειακού αποθέματος μόλις πάνω από 2500 kW / h - αυτή είναι ακριβώς η ενέργεια ενός φορτισμένου παγκόσμιου πυκνωτή.

Υπάρχει μια άλλη αντίληψη ενάντια στην ανθρώπινη παρέμβαση στις ηλεκτρικές διεργασίες της Γης. Διαμορφώθηκαν για δισεκατομμύρια χρόνια και διαδραμάτισαν σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση της ζωής στον πλανήτη μας. Ο συνδυασμός αυτών των διαδικασιών αποτελεί μια παγκόσμια αλυσίδα παραγωγής και αντιστάθμισης των ηλεκτρικών φορτίων, ένα είδος αναλόγου του ανθρώπινου νευρικού συστήματος.

Δεν έχουμε ακόμα ιδέα για τους πολλούς μηχανισμούς λειτουργίας αυτής της αλυσίδας. Αξίζει να αναφερθεί η πρόσφατη ανακάλυψη κεραυνών στην ιονόσφαιρα. Επομένως, η παρέμβαση σε μια τέτοια αλυσίδα, η μη κατανόηση των νόμων της λειτουργίας της και οι πιθανές συνέπειες της παρέμβασης, είναι τουλάχιστον ηλίθια. Ως εκ τούτου, ακόμη και αν βρεθούν τα κλειδιά στο ντουλάπι φυσικού ηλεκτρισμού, πρέπει να εγκαταλειφθούν αμέσως.