Молниевая ферма поймает энергию небесных разрядов

Каждый, кто когда-нибудь читал про огромные значения напряжений и токов в канале линейной молнии, задумывался: а нельзя ли как-то эти молнии ловить и переправлять в энергетические сети? Дабы питать холодильники, лампочки, тостеры и прочие стиральные машины. Разговоры о таких станциях ведутся уже много лет, но не исключено, что в следующем году мы наконец увидим действующий образец "сборщика молний".
Покопавшись в фантастической литературе, наверняка можно наткнуться на что-то подобное. Да и разных патентных заявок на эту тему, полагаем, сделано немало. Только вот реального воплощения всё не видать.

Проблем тут масса. Молнии, увы, слишком ненадёжный поставщик электричества. Предугадать заранее, где случится гроза, едва ли возможно. А ждать её на одном месте — долго. Кроме того, молния — это напряжения порядка сотен миллионов вольт и пиковый ток до 200 килоампер (в некоторых измеренных молниях; обычно — 5-20 килоампер).

Чтобы "питаться" молниями, их энергию явно нужно где-то накапливать за те тысячные доли секунды, что длится главная фаза разряда (удар молнии, кажущийся мгновенным, на самом деле состоит из нескольких фаз), а потом медленно отдавать в сеть, попутно преобразуя в стандартные 220 вольт и 50 или 60 герц переменного тока.

Заметим, что во время разряда молнии происходит довольно сложный процесс. Сначала из облака к земле (внутриоблачные молнии мы не рассматриваем) устремляется разряд-лидер, сформированный электронными лавинами, которые сливаются в разряды, называемые также стримерами. Лидер создаёт горячий ионизированный канал, по которому в противоположном направлении пробегает главный разряд молнии, вырванный с поверхности Земли сильным электрическим полем.

Далее все эти стадии могут повториться и 2, и 3, и 10 раз — за те самые доли секунды, что длится молния. Представьте, насколько сложная задача — поймать этот разряд и направить ток в нужное место.

А ведь ещё надо добавить, что и те молнии, которые пробегают между облаками и землёй, делятся на два "зеркальных" типа: одни вызываются отрицательными разрядами, накапливающимися в нижней части грозового облака, а другие — положительными, которые собираются в его верхней части. Правда, второй тип встречается от 4 (в средних широтах) до 17 (в тропиках) раз реже, чем разряды первого типа (отрицательные молнии). Но и эту разницу всё равно нужно учитывать при проектировании сборщиков небесного электричества.
К сожалению, сторонники молниевых ферм забывают упомянуть, что сотни стальных вышек, которые, возможно, потребуются для эффективного сбора значительной доли молний, ударяющих во время грозы на приличной территории, эту самую территорию никак не украсят (на снимке — просто какие-то стальные мачты, фото Arek Daniel).
К сожалению, сторонники молниевых ферм забывают упомянуть, что сотни стальных вышек, которые, возможно, потребуются для эффективного сбора значительной доли молний, ударяющих во время грозы на приличной территории, эту самую территорию никак не украсят (на снимке — просто какие-то стальные мачты, фото Arek Daniel).


Как видим, проблем немало. А стоит ли тогда вообще связываться с молниями? Если поставить такую станцию в местности, где молнии бьют намного чаще обычного, толк, наверное, будет. По некоторым данным, при одном сильном грозовом шторме, когда молнии бьют непрерывно друг за другом, может выделиться такое количество энергии, что хватит на обеспечение электричеством всех США в течение 20 минут.

Конечно, какую бы станцию по ловле молний мы ни придумали, её КПД при преобразовании тока будет далеко не 100%, да и поймать, видимо, удастся отнюдь не все молнии, ударившие в окрестностях молниевой фермы.

Но всё равно, если бы грозы над станцией случались хотя бы раз в неделю... Стоп, так ведь в любой момент времени на нашей планете бушует 2 тысячи гроз! Заманчиво?

Да. Только распределяются эти грозы по столь большой площади, что перспективы поимки молнии "за хвост" сразу становятся туманными.

С другой стороны, грозы случаются на Земле очень неравномерно. К примеру, американские новаторы, задумывающиеся над сбором молний, давно посматривают в сторону Флориды: там есть район, славящийся как место, прямо-таки облюбованное небесными стрелами.

Ещё больше повезло Африке. Буквально на днях специалисты, работающие с американским спутником "Миссия измерения тропических штормов" (Tropical Rainfall Measuring Mission — TRMM), опубликовали отчёт об одном из свежих достижений этого спутника.

Проведя многолетние наблюдения, TRMM (руками специалистов, конечно) "составил" мировую карту частоты молний, окрасив ту или иную часть Земли в соответствии с числом ослепительных разрядов, возникающих над каждым квадратным километром данной местности за год.

Как видно из рисунка, в центральной части африканского континента есть немаленькая зона, где на квадратный километр приходится более 70 молний в год!

Частота молний в мире. Шкала справа проградуирована в штуках на квадратный километр в год, усреднённых по 11 годам наблюдения со спутника TRMM (иллюстрация NASA/MSFC).
Частота молний в мире. Шкала справа проградуирована в штуках на квадратный километр в год, усреднённых по 11 годам наблюдения со спутника TRMM (иллюстрация NASA/MSFC).


Правда, разглядывая эту карту, нужно учесть, что в тропиках и ближе к экватору большая доля всех случающихся молний возникает между облаками или разными частями одного облака, а вот в средних широтах, напротив, значительную долю общего числа грозовых молний составляют "приземлённые" разряды. Выходит, и для России не всё потеряно, да и Центральная Африка (за счёт немалого общего числа молний) может рассчитывать на успех в сборе столь экзотического урожая.

Но пока с такими проектами выступают всё больше изобретатели из США.

К примеру, американская компания Alternative Energy Holdings, делясь планами своего развития, сообщает, что собирается осчастливить мир экологически чистой электростанцией, вырабатывающей ток по смешной цене $0,005 за киловатт-час.

Как именно в компании намерены собирать энергию разрядов — не указывается. Можно только предположить, что речь идёт о молниеотводах, снабжённых гигантскими наборами суперконденсаторов и преобразователей напряжения.

Кстати, в разное время разные изобретатели предлагали самые необычные накопители — от подземных резервуаров с металлом, который плавился бы от молний, попадающих в молниеотвод, и нагревал бы воду, чей пар вращал бы турбину, до электролизёров, разлагающих разрядами молний воду на кислород и водород. Но мы полагаем, что хоть какой-то возможный успех связан с более простыми системами.

Впрочем, посмотрим. Alternative Energy Holdings, что приятно, не ограничивается общими рассуждениями о светлом (далёком) будущем молниевой энергетики, а заявляет, что построит первый рабочий прототип такой станции, способной накапливать энергию грозовых разрядов, уже в 2007 году.

Компания намерена испытать свою установку в течение грозового сезона (то бишь лета) будущего года, в одном из мест, где молнии гуляют чаще обычного. При этом разработчики накопителя оптимистично считают, что электростанция "на молниях" окупится за 4-7 лет.
Кроме того...
Шедевры "паропанка"
Разностная машина Бэббиджа и паровые агрегаты, дирижабли и электрический карандаш... Все эти изобретения Викторианской эпохи реальны....
N
...
История джинс
За свою недолгую истоpию пятикаpманные штаны успели захватить умы и сеpдца миллионов людей различного возpаста, пола, pоста и комплекции. Сегодня...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Придумана выработка электричества из капель дождя
Придумана выработка электричества из капель дождя Придумана выработка электричества из капель дождя
Столь необычную систему испытывают специалисты французской компании CEA-Leti и национального политехнического института в Гренобле (Institut national polytechnique de Grenoble)
Молниевая ферма поймает энергию небесных разрядов
Молниевая ферма поймает энергию небесных разрядов Молниевая ферма поймает энергию небесных разрядов
Каждый, кто когда-нибудь читал про огромные значения напряжений и токов в канале линейной молнии, задумывался: а нельзя ли как-то эти молнии ловить и переправлять в энергетические сети? Дабы питать холодильники
Безбашенные творения науки…
Безбашенные творения науки… Безбашенные творения науки…
Андронный коллайдер и огромные антенные поля, башня для испытания лифтов и ангар для испытания уровня шума самолётов
Энергетические острова
Энергетические острова Энергетические острова
Идее вырабатывать электричество для всего мира на побережье, которая называется «Энергетические острова» (Energy Islands) уже более десяти лет, и вскоре ее возможно смогут воплотить в жизнь
Rinspeed eXasis: прозрачный, как слеза младенца
Rinspeed eXasis: прозрачный, как слеза младенца Rinspeed eXasis: прозрачный, как слеза младенца
В 2007 году, в честь своего 30-летия, компания привезла на автосалон в Женеве нечто особенное - прозрачный автомобиль
Потрясающий архитектурный проект для Москвы
Потрясающий архитектурный проект для Москвы Потрясающий архитектурный проект для Москвы
При удачном расположении звезд, в Москве может появиться кристальный остров (Crystal Island)
Концептуальный телефон P-Per
Концептуальный телефон P-Per Концептуальный телефон P-Per
Интересным в данной новинке является.тот факт, что вся поверхность телефона является дисплеем из электронной бумаги
Во Франции появился новый сверхскоростной поезд
Во Франции появился новый сверхскоростной поезд Во Франции появился новый сверхскоростной поезд
Во франции разработан поезд нового поколения - AGV. Он заменит в 2011 году традиционные скоростные TGV
Мы тоже сделаны из вещества квазара?
Мы тоже сделаны из вещества квазара? Мы тоже сделаны из вещества квазара?
Карл Сэген заметил, что все мы и окружающие нас предметы и объекты (люди, планета Земля и остальные объекты Космоса) состоим из вещества, образовавшегося в недрах звёзд, состоим из элементов
Дать имя телескопу NASA
Дать имя телескопу NASA Дать имя телескопу NASA
Вы хотели бы придумать имя следующему космическому телескопу? Это Ваш шанс!..
Галактика «Птица»
Галактика «Птица» Галактика «Птица»
С помощью Очень Большого Телескопа (Very Large Telescope) интернациональная группа астрономов смогла зафиксировать очень редкое и удивительное по своей красоте явление – взаимодействие трех галактик
Лунный телескоп
Лунный телескоп Лунный телескоп
Судя по всему, скоро человечество вновь пройдется по лунной поверхности, ведь для этого есть причина – строительство первого лунного телескопа
Колумб "подарил" миру сифилис
Колумб "подарил" миру сифилис Колумб "подарил" миру сифилис
Группа американских ученых, руководимых биологом-эволюционистом Кристин Харпер (Kristin Harper) из Университета Эмори (Emory University, Атланта), нашла убедительные доказательства в пользу теории
ICX-SKN может заменить человеческую кожу
ICX-SKN может заменить человеческую кожу ICX-SKN может заменить человеческую кожу
Есть один практически безупречный вариант – стволовые клетки. Да только некоторым пациентам их негде взять. Потому учёные трудятся в поте лица, создавая для человека прототипы искусственной кожи. Увы
Смертельное пиршество. 7 самых опасных блюд на планете
Смертельное пиршество. 7 самых опасных блюд на планете Смертельное пиршество. 7 самых опасных блюд на планете
Что же заставляет людей рискуя жизнью есть смертельно опасные блюда? Иногда это нежнейшее мысо, иногда желание пощекотать нервы, а иногда деликатесом блюдо делают специально, чтобы сохранить популяцию того
50 интересных фактов о человеке
50 интересных фактов о человеке 50 интересных фактов о человеке
Мы многое знаем о космосе, океане, планете, и вообще - окружающем нас мире. Но оказывается, что мы многого не знаем о себе..
Алмазы. Правдивая история
Алмазы. Правдивая история Алмазы. Правдивая история
Прежде чем стать неповторимым украшением, каждый алмаз проходит долгий и опасный путь
Самый высокий мост мира - Millau Viaduct
Самый высокий мост мира - Millau Viaduct Самый высокий мост мира - Millau Viaduct
Мост Миллау (Millau Viaduct) - самый высокий в мире. Его создатели - архитектор Norman Foster (Норман Фостер) и французский инженер мостов Michel Virlogeux (Мишель Вирголе)
Японцы вырастили настоящую голубую розу
Японцы вырастили настоящую голубую розу Японцы вырастили настоящую голубую розу
Ученые, работающие на японскую компанию, производящую виски, создали… голубые розы
Поющее дерево
Поющее дерево Поющее дерево
Singing Ringing Tree расположилось на самом ветреном холме Пеннинских гор графства Ланкашир. Чем-то эта скульптура напоминает дерево, которое со временем согнулось под порывами ветра. Однако это не просто скульптура
Световое граффити
Световое граффити Световое граффити
Рисовать можно не только на стенах балончиками с краской, но и светом в воздухе
Торговое судно Beluga с парусом
Торговое судно Beluga с парусом Торговое судно Beluga с парусом
Век парусных судов давно прошел, но идея использовать тяговую силу ветра до сих пор не оставляет искателей альтернативной энергии

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Смертельное пиршество. 7 самых опасных блюд на планетеСмертельное пиршество. 7 самых опасных блюд на планете
    Что же заставляет людей рискуя жизнью есть смертельно опасные блюда? Иногда это нежнейшее мысо, иногда желание пощекотать нервы, а иногда деликатесом блюдо делают специально, чтобы сохранить популяцию того
  • ICX-SKN может заменить человеческую кожуICX-SKN может заменить человеческую кожу
    Есть один практически безупречный вариант – стволовые клетки. Да только некоторым пациентам их негде взять. Потому учёные трудятся в поте лица, создавая для человека прототипы искусственной кожи. Увы
  • 50 интересных фактов о человеке50 интересных фактов о человеке
    Мы многое знаем о космосе, океане, планете, и вообще - окружающем нас мире. Но оказывается, что мы многого не знаем о себе..
  • Колумб "подарил" миру сифилисКолумб "подарил" миру сифилис
    Группа американских ученых, руководимых биологом-эволюционистом Кристин Харпер (Kristin Harper) из Университета Эмори (Emory University, Атланта), нашла убедительные доказательства в пользу теории
  • Планета Земля
  • Самый высокий мост мира - Millau ViaductСамый высокий мост мира - Millau Viaduct
    Мост Миллау (Millau Viaduct) - самый высокий в мире. Его создатели - архитектор Norman Foster (Норман Фостер) и французский инженер мостов Michel Virlogeux (Мишель Вирголе)
  • Японцы вырастили настоящую голубую розуЯпонцы вырастили настоящую голубую розу
    Ученые, работающие на японскую компанию, производящую виски, создали… голубые розы
  • Поющее деревоПоющее дерево
    Singing Ringing Tree расположилось на самом ветреном холме Пеннинских гор графства Ланкашир. Чем-то эта скульптура напоминает дерево, которое со временем согнулось под порывами ветра. Однако это не просто скульптура
  • Алмазы. Правдивая историяАлмазы. Правдивая история
    Прежде чем стать неповторимым украшением, каждый алмаз проходит долгий и опасный путь
  • История изобретений
  • Световое граффитиСветовое граффити
    Рисовать можно не только на стенах балончиками с краской, но и светом в воздухе
  • Чёрный ящик
  • Торговое судно Beluga с парусомТорговое судно Beluga с парусом
    Век парусных судов давно прошел, но идея использовать тяговую силу ветра до сих пор не оставляет искателей альтернативной энергии
  • Воля случая
  • Технологии
  • Безбашенные творения науки…Безбашенные творения науки…
    Андронный коллайдер и огромные антенные поля, башня для испытания лифтов и ангар для испытания уровня шума самолётов
  • Придумана выработка электричества из капель дождяПридумана выработка электричества из капель дождя
    Столь необычную систему испытывают специалисты французской компании CEA-Leti и национального политехнического института в Гренобле (Institut national polytechnique de Grenoble)
  • Молниевая ферма поймает энергию небесных разрядовМолниевая ферма поймает энергию небесных разрядов
    Каждый, кто когда-нибудь читал про огромные значения напряжений и токов в канале линейной молнии, задумывался: а нельзя ли как-то эти молнии ловить и переправлять в энергетические сети? Дабы питать холодильники
  • Энергетические островаЭнергетические острова
    Идее вырабатывать электричество для всего мира на побережье, которая называется «Энергетические острова» (Energy Islands) уже более десяти лет, и вскоре ее возможно смогут воплотить в жизнь
  • Техника
  • Космос
  • Дать имя телескопу NASAДать имя телескопу NASA
    Вы хотели бы придумать имя следующему космическому телескопу? Это Ваш шанс!..
  • Мы тоже сделаны из вещества квазара?Мы тоже сделаны из вещества квазара?
    Карл Сэген заметил, что все мы и окружающие нас предметы и объекты (люди, планета Земля и остальные объекты Космоса) состоим из вещества, образовавшегося в недрах звёзд, состоим из элементов
  • Галактика «Птица»Галактика «Птица»
    С помощью Очень Большого Телескопа (Very Large Telescope) интернациональная группа астрономов смогла зафиксировать очень редкое и удивительное по своей красоте явление – взаимодействие трех галактик
  • Лунный телескопЛунный телескоп
    Судя по всему, скоро человечество вновь пройдется по лунной поверхности, ведь для этого есть причина – строительство первого лунного телескопа
078