فئات: مقالات مميزة » حقائق مثيرة للاهتمام
مرات المشاهدة: 54914
تعليقات على المادة: 8
الكهرباء في الغلاف الجوي كمصدر جديد للطاقة البديلة
أصبح البحث عن مصادر بديلة للكهرباء واسع الانتشار في العقود الأخيرة. إن خطر استنفاد موارد الطاقة الأحفورية قد حفز البحث على استخدام الموارد المتجددة: الطاقة من الهواء والماء والحرارة الحرارية الأرضية. انضم إلى مجموعة من المخترعين العلماء الذين يعملون في مجال الطاقة البديلة ، والذي "غمر" مساحة المعلومات اليوم بمشروعات للحصول على الطاقة "المجانية".
واحدة من أكثر المناطق شعبية في تنميتها استخدام الكهرباء في الغلاف الجوي. مراقبة عنف العناصر خلال العواصف الرعدية ، هناك إغراء كبير لترويض القوى الكهربائية للأرض ، لاستخدامها لصالح الإنسان.
دعونا نحاول تقييم مدى واقعية الاقتراب من هذه القوى واستخدامها في الممارسة. بادئ ذي بدء ، سوف نجيب على سؤال هل احتياطي كهرباء الأرض كبير حقًا؟ الجميع تقريبا قد سمع أو علم مكثف. بعضهم عمل معهم ، والبعض الآخر يتذكر في دورة الفيزياء المدرسية.
وفقًا للمفاهيم الحديثة ، تعد الأرض تناظرية لمثل هذه التفاصيل من الدوائر اللاسلكية. هذا المكثف الكروي الضخم مشحون ويخلق مجالًا كهربائيًا من حولنا.
من الآن فصاعدًا ، ستحتاج إلى العمل بقيم رقمية ، مثل تعتمد العديد من المشاريع على استخدام المجال الكهربائي للأرض على آليات أسطورية لاستخراج الطاقة من هذا المكثف.
أولا عن قدرة الأرض. بالفعل في هذه المرحلة هناك اختلافات. عند حساب قدرة الأرض كموصل كروي فردي في الفضاء ، يتم الحصول على قيمة تبلغ حوالي 700 فهرنهايت. كما أن حساب سعة المكثف المتكون من سطح الأرض والغلاف الأيوني ، الواقع على ارتفاع 60-80 كم ، يعطي قيمة قريبة من 1F. التناقض بين النتائج أكثر من 1000 مرة! وهذه ليست سوى بداية الشكوك المرتبطة بها الكهرباء من الغلاف الجوي.
يتم شحن مكثف الأرض بجهد يبلغ 300 كيلو فولت تقريبًا ، ويكون لسطح الأرض شحنة سالبة وتكون الأيونوسفير موجبة. تبلغ شدة المجال بين "الألواح" لهذا المكثف 120-150 فولت / م على السطح وتنخفض بشكل حاد مع الارتفاع.
مثل أي مكثف حقيقي ، لديه تيار التسرب. تمكن الجيوفيزيائيون من قياس قيمتها بدقة تامة. هذه التيارات صغيرة جدًا: في الطقس الصافي ، تكون كثافة تيار التسرب من 10 إلى 12 درجة مئوية تحت الصفر. لكن إعادة الحساب على سطح الأرض بأكمله تعطي تيار تسريب كلي يبلغ حوالي 1800 أ. تقدر الشحنة الكهربائية للأرض (وبالتالي الأيونوسفير) عند 5.7x10 في قلادة الدرجة الخامسة. ثم يجب تفريغ مكثف الأرض في ... من 8 إلى 10 دقائق ، وسيختفي المجال الكهربائي.
في الممارسة العملية ، نحن لا نلاحظ صورة مماثلة. وهذا يعني أن هناك مولدًا طبيعيًا معينًا بسعة تزيد عن 700 ميجاوات ، مما يعوض عن فقد الشحنة في نظام الأرض-الأيونوسفير.
أثبت العلم الحديث أنه عاجز عن شرح آليات شحن المكثف. اليوم ، هناك أكثر من 10 نظريات وافتراضات تصف آليات وعمليات الحفاظ على شحنة ثابتة من الأرض. لكن التحقق التجريبي والحسابات المكررة تُظهر عدم كفاية عدد الشحنات المتولدة للحفاظ على قيمة ثابتة لحقل الأرض.
من بين المرشحين لمولدات الشحنات اعتبرت عواصف رعدية ، وتداول التيارات في عباءة الأرض المنصهرة ، وتدفق الجزيئات من الشمس (الرياح الشمسية). هناك حتى فرضية غريبة عن وجود الطبيعي مولد MHDالعمل في الغلاف الجوي العلوي. النتيجة مخيبة للآمال - العلم اليوم لا يعرف بالضبط أين يتم تجديد شحنات المكثف الطبيعي.ربما تساهم كل من هذه الآليات في إعادة شحن شحنة تخزين الأرض.
والآن عن إمكانيات استخدام طاقة المكثف الطبيعي. كما هو مذكور أعلاه ، تبلغ شدة المجال (أو التدرج المحتمل على السطح) 130 فولت / م في المتوسط. ولكن هذا لا يعني أن الشخص طويل القامة لديه إمكانات 260V بين الكعب والتاج. الهواء هو عازل ممتاز ، والجسم البشري هو موصل جيد. لذلك ، بغض النظر عن النمو ، لدينا دائمًا إمكانات الأرض.
بذلت محاولات لاستخدام شدة مجال الأرض لأغراض نفعية لأكثر من قرنين واستمرت حتى اليوم. إن أفضل إنجاز لتصميمات جمع الكهرباء في الغلاف الجوي باستخدام البالونات مكّن من الحصول على طاقة تبلغ حوالي 1 كيلوواط ، ودوائر حديثة تعمل بالفعل ، تتيح لك تشغيل مصباح LED منخفض الطاقة أو إعادة شحن هاتف محمول.
والحقيقة هي أن التوصيل الجوي في الهواء هو فقط 10 إلى ناقص 14 درجة S / م (سيمنز / متر). من المستحيل ببساطة اختيار قوة ملحوظة من مصدر عالي المقاومة. لهذا ، يجب أن تحتوي تفاصيل "المولد" على عزل أكثر موثوقية. لكن الموصلية على سطح العوازل تتجاوز الموصلية من الهواء ، وبالتالي فإن المولد بسرعة "السراويل".
أحدث المعلومات من العلماء البرازيليين حول إمكانات توليد الكهرباء من الجو الرطب للمناطق المدارية هي على الأرجح ذات قيمة نظرية. كفاءة هذا المولد أقل 100 مليون مرة من الخلايا الشمسية.
إذا كان من المستحيل استخدام الطاقة من الطبقة السطحية للغلاف الجوي ، فهل تستطيع محاولة "تفريغ" المكثف العالمي؟ لسوء الحظ ، الفرص هنا صغيرة. وقد ذكر الموصلية في الغلاف الجوي أعلاه. الموصلية الأيونوسفيرية أعلى بـ 10 مرات من حيث الحجم ، لكن عدديًا فقط 5x10 في ناقص 4 درجات S / m.
عندما يتم "تقصير" الفجوة ، فإن سطح الأرض - أيونوسفير ، مع حزمة البلازما ، التي تم الحصول عليها ، على سبيل المثال ، من الليزر ، تتدفق على تيار ضئيل من مئات الملليمات في الدائرة. يتم تحديده من خلال المقاومة الداخلية لـ "البطانة" الأيونوسفيرية للمكثف ، والتي تتكون من 5-10 كيلو أوم / م. للحصول على "مصباح" يعمل بالغاز طوله 60-80 كم هو الحد من إمكانيات هذه الطريقة. وهذا من أجل احتياطي طاقة يزيد قليلاً عن 2500 كيلو واط / ساعة - هذه بالضبط طاقة المكثف العالمي المشحون.
هناك اعتبار آخر ضد التدخل البشري في العمليات الكهربائية للأرض. تشكلت على مدى مليارات السنين ولعبت دورا هاما في ظهور الحياة على كوكبنا. يشكل الجمع بين هذه العمليات سلسلة عالمية من الإنتاج وتعويض الشحنات الكهربائية ، وهو نوع من التناظرية في الجهاز العصبي البشري.
لا يزال لدينا أي فكرة عن العديد من آليات تشغيل هذه السلسلة. تجدر الإشارة إلى الاكتشاف الأخير للبرق في الأيونوسفير. لذلك ، فإن التدخل في مثل هذه السلسلة ، وعدم فهم قوانين عملها والنتائج المحتملة للتدخل ، هو أمر غبي على الأقل. لذلك ، حتى بعد العثور على مفاتيح مخزن الكهرباء ، يجب التخلي عنها على الفور.
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: