Atmosferische elektriciteit als nieuwe bron van alternatieve energie

De zoektocht naar alternatieve elektriciteitsbronnen is de afgelopen decennia wijdverbreid geworden. De dreiging van uitputting van fossiele energiebronnen heeft onderzoek gestimuleerd naar het gebruik van hernieuwbare bronnen: energie uit lucht, water en geothermische warmte. Het leger van uitvinders sloot zich aan bij de wetenschappers die werkzaam zijn op het gebied van alternatieve energie en vandaag hebben ze de informatieruimte "overspoeld" met projecten voor het verkrijgen van "gratis" energie.

Een van de meest populaire gebieden van hun ontwikkeling is gebruik van atmosferische elektriciteit. Het observeren van het geweld van de elementen tijdens onweer, is er een grote verleiding om de elektrische krachten van de aarde te temmen, om ze te gebruiken voor het welzijn van de mens.

Laten we proberen te beoordelen hoe realistisch het is om dicht bij deze krachten te komen en ze in de praktijk te gebruiken. Om te beginnen zullen we de vraag beantwoorden Zijn de elektriciteitsreserves van de aarde echt groot? Bijna iedereen heeft het gehoord of weet het condensator. Sommigen werkten met hen samen, anderen herinneren zich op de cursus natuurkunde.

Volgens moderne concepten is de aarde een analoog van precies zo'n detail van radiocircuits. Deze enorme, bolvormige condensator wordt opgeladen en creëert een elektrisch veld om ons heen.

Vanaf nu moet u met numerieke waarden werken, zoals veel projecten over het gebruik van het elektrische veld van de aarde vertrouwen op volledig mythische mechanismen van energiewinning uit een dergelijke condensator.

Eerst over de capaciteit van de aarde. Al in dit stadium zijn er verschillen. Bij het berekenen van de capaciteit van de aarde als een solitaire sferische geleider in de ruimte, wordt een waarde van ongeveer 700 μF verkregen. En de berekening van de capaciteit van de condensator gevormd door het aardoppervlak en de ionosfeer, gelegen op een hoogte van 60-80 km, geeft een waarde dicht bij 1F. De discrepantie tussen de resultaten is meer dan 1000 keer! En dit is slechts het begin van de onzekerheden die ermee samenhangen elektriciteit van de atmosfeer.

De condensator van de aarde wordt opgeladen tot een spanning van ongeveer 300 kV, waarbij het aardoppervlak een negatieve lading heeft en de ionosfeer positief is. De veldsterkte tussen de "platen" van een dergelijke condensator is aan het oppervlak 120 - 150 V / m en daalt scherp met de hoogte.

Zoals elke echte condensator heeft deze een lekstroom. Geofysici wisten de waarde ervan vrij nauwkeurig te meten. Deze stromingen zijn erg klein: bij helder weer is de lekstroomdichtheid slechts 10 tot min 12 graden Am2. Maar herberekening naar het hele aardoppervlak geeft een totale lekstroom van ongeveer 1800 A. De elektrische lading van de aarde (en dienovereenkomstig de ionosfeer) wordt geschat op 5,7x10 in de 5e graads hanger. Dan moet de condensator van de aarde worden ontladen in ... 8-10 minuten, en het elektrische veld zal verdwijnen.

In de praktijk zien we geen soortgelijk beeld. Dit betekent dat er een bepaalde natuurlijke generator is met een capaciteit van meer dan 700 MW, die het verlies van lading in het aarde-ionosysteem compenseert.

De moderne wetenschap is machteloos gebleken om de mechanismen van het opladen van een condensator te verklaren. Tegenwoordig zijn er meer dan 10 theorieën en hypothesen die de mechanismen en processen beschrijven voor het handhaven van een constante lading van de aarde. Maar de experimentele verificatie en verfijnde berekeningen laten het onvoldoende aantal gegenereerde ladingen zien om een ​​stabiele waarde van het veld van de aarde te behouden.

Onder de kandidaten voor ladinggeneratoren werden onweersbuien beschouwd, de circulatie van stromingen in de gesmolten mantel van de aarde, de stroom van deeltjes van de zon (zonnewind). Er is zelfs een exotische hypothese over het bestaan ​​van natuurlijk MHD-generatorwerken in de bovenste atmosfeer. Het resultaat is teleurstellend - vandaag weet de wetenschap niet precies waar de ladingen van de natuurlijke condensator worden bijgevuld.Misschien draagt ​​elk van deze mechanismen bij aan het opladen van de lading van de aardeopslag.

En nu over de gebruiksmogelijkheden natuurlijke condensator energie. Zoals hierboven opgemerkt, is de veldsterkte (of potentiaalgradiënt op het oppervlak) gemiddeld 130 V / m. Maar dit betekent niet dat een lang persoon een potentieel van 260V heeft tussen de hielen en de kruin. Lucht is een uitstekende isolator en het menselijk lichaam is een goede geleider. Daarom hebben we, ongeacht de groei, altijd het potentieel van de aarde.

Pogingen om de veldsterkte van de aarde voor utilitaire doeleinden te gebruiken, worden al meer dan twee eeuwen ondernomen en gaan vandaag verder. De beste prestatie van ontwerpen voor het verzamelen van atmosferische elektriciteit met behulp van ballonnen maakte het mogelijk om een ​​vermogen van ongeveer 1 kW te verkrijgen, en moderne, echt werkende circuits, waarmee u een LED met laag vermogen kunt voeden of een mobiele telefoon kunt opladen.

Het feit is dat de geleidbaarheid van atmosferische lucht slechts 10 tot min 14 graden S / m (Siemens / meter) is. Het is gewoon onmogelijk om merkbaar vermogen te selecteren uit een dergelijke bron met hoge weerstand. Hiervoor moeten de details van de "generator" een betrouwbaardere isolatie hebben. Maar de geleidbaarheid op het oppervlak van de isolatoren overtreft de geleidbaarheid van de lucht, zodat de generator snel "kortsluit".

De meest recente informatie van Braziliaanse wetenschappers over de mogelijkheden om elektriciteit te genereren uit de vochtige atmosfeer van de tropen is waarschijnlijk theoretisch van meer waarde. De efficiëntie van een dergelijke generator is 100 miljoen keer lager dan die van een zonnecel.

Als het onmogelijk is om energie uit de oppervlaktelaag van de atmosfeer te gebruiken, kan het dan proberen de globale condensator te "ontladen"? Helaas zijn de mogelijkheden hier klein. De atmosferische geleidbaarheid werd hierboven vermeld. De geleidbaarheid van de ionosfeer is 10 ordes van grootte hoger, maar is numeriek slechts 5x10 in min 4 graden S / m.

Wanneer de opening wordt "ingekort", stroomt het aardoppervlak - de ionosfeer, met een plasmabundel, bijvoorbeeld verkregen van een laser, een onbeduidende stroom van honderden milliampère in het circuit. Het wordt bepaald door de interne weerstand van de ionosferische "voering" van de condensator, omvattende 5-10 kOhm / m. Het verkrijgen van een gaslamp met een lengte van 60-80 km is de limiet van de mogelijkheden van een dergelijke methode. En dit omwille van een energiereserve van iets meer dan 2500 kW / h - dit is precies de energie van een geladen wereldwijde condensator.

Er is nog een overweging tegen menselijk ingrijpen in de elektrische processen van de aarde. Ze vormden zich miljarden jaren en speelden een belangrijke rol in het ontstaan ​​van het leven op onze planeet. De combinatie van deze processen vormt een wereldwijde productieketen en compensatie van elektrische ladingen, een soort analoog van het menselijk zenuwstelsel.

We hebben nog steeds geen idee van de vele werkingsmechanismen van deze keten. Het is de moeite waard om de recente ontdekking van bliksem in de ionosfeer te vermelden. Daarom is het op zijn minst dom om in een dergelijke keten in te grijpen en de wetten van de werking ervan en de mogelijke gevolgen van interferentie niet te begrijpen. Daarom moeten ze, zelfs nadat ze de sleutels tot de voorraadkast van natuurlijke elektriciteit hebben gevonden, onmiddellijk worden opgegeven.