Атмосферното електричество като нов източник на алтернативна енергия

Търсенето на алтернативни източници на електроенергия стана широко разпространено през последните десетилетия. Заплахата от изчерпване на изкопаемите енергийни ресурси стимулира изследванията за използването на възобновяеми ресурси: енергия от въздух, вода и геотермална топлина. Учените, работещи в областта на алтернативната енергия, се присъединиха към армията изобретатели, която „наводни“ информационното пространство днес с проекти за получаване на „безплатна“ енергия.

Една от най-популярните области на тяхното развитие е използване на атмосферно електричество, Наблюдавайки насилието на стихиите по време на гръмотевични бури, има голямо изкушение да укротим електрическите сили на Земята, да ги използваме в полза на човека.

Нека се опитаме да оценим доколко е реалистично да се доближим до тези сили и да ги използваме на практика. Като начало ще отговорим на въпроса за Наистина ли големи запаси от електричество на Земята? Почти всички са чували или са наясно кондензатор, Някои работеха с тях, други помнят в училищния курс по физика.

Според съвременните концепции Земята е аналог на точно такъв детайл от радиосхемите. Този огромен сферичен кондензатор се зарежда и създава електрическо поле около нас.

Отсега нататък ще трябва да оперирате с числови стойности, като много проекти за използването на електрическото поле на Земята разчитат на напълно митични механизми за извличане на енергия от такъв кондензатор.

Първо за капацитета на Земята. Още на този етап има несъответствия. При изчисляване на капацитета на Земята като единичен сферичен проводник в космоса се получава стойност от около 700 μF. И изчисляването на капацитета на кондензатора, образуван от земната повърхност и йоносферата, разположен на височина 60-80 км, дава стойност, близка до 1F. Разминаване на резултатите повече от 1000 пъти! И това е само началото на несигурността, свързана с електричество на атмосферата.

Земният кондензатор се зарежда до напрежение приблизително 300 kV, като земната повърхност има отрицателен заряд, а йоносферата е положителна. Силата на полето между „плочите” на такъв кондензатор е 120 -150 V / m на повърхността и рязко пада с височина.

Както всеки реален кондензатор, той има ток на изтичане. Геофизиците успяха да преценят стойността му доста точно. Тези течения са много малки: при ясно време плътността на тока на изтичане е само от 10 до минус 12 градуса Am2. Но преизчисляването на цялата повърхност на Земята дава общ ток на изтичане от около 1800 А. Електрическият заряд на Земята (и съответно йоносферата) се оценява на 5.7x10 в висулката от 5-та степен. Тогава кондензаторът на земята трябва да бъде разреден за ... 8-10 минути и електрическото поле ще изчезне.

На практика не наблюдаваме подобна картина. Това означава, че има определен естествен генератор с мощност над 700 MW, което компенсира загубата на заряд в земно-йоносферната система.

Съвременната наука се оказа безсилна да обясни механизмите на зареждане на кондензатор. Днес има повече от 10 теории и хипотези, които описват механизмите и процесите за поддържане на постоянен заряд на Земята. Но експерименталната проверка и прецизираните изчисления показват недостатъчния брой генерирани заряди, за да се поддържа стабилна стойност на земното поле.

Сред кандидатите за генератори на заряди се считаха гръмотевични бури, циркулацията на токовете в разтопената мантия на Земята, потокът от частици от Слънцето (слънчев вятър). Има дори екзотична хипотеза за съществуването на естественото MHD генераторработещи в горната атмосфера. Резултатът е разочароващ - днес науката не знае откъде точно се зареждат зарядите на естествения кондензатор.Може би всеки от горните механизми допринася за презареждането на заряда на земното съхранение.

А сега за възможностите за използване естествена кондензаторна енергия, Както беше отбелязано по-горе, силата на полето (или потенциален градиент на повърхността) е средно 130 V / m. Но това не означава, че висок човек има потенциал от 260 V между петите и короната. Въздухът е отличен изолатор, а човешкото тяло е добър проводник. Следователно, независимо от растежа, винаги имаме потенциала на Земята.

Опитите да се използва силата на Земното поле за утилитарни цели са предприети в продължение на повече от два века и продължават и до днес. Най-доброто постижение на проектите за събиране на атмосферно електричество с помощта на балони направи възможно получаването на мощност от около 1 кВт, а модерните, наистина работещи вериги, ви позволяват да захранвате светодиод с ниска мощност или да презареждате мобилен телефон.

Факт е, че проводимостта на атмосферния въздух е само от 10 до минус 14 градуса S / m (Siemens / метър). Просто е невъзможно да се избере забележима мощност от такъв източник с висока устойчивост. За това детайлите на „генератора“ трябва да имат по-надеждна изолация. Но проводимостта на повърхността на изолаторите надвишава проводимостта на въздуха, така че генераторът бързо "къса".

Последната информация от бразилски учени за възможностите за производство на електричество от влажната атмосфера на тропиците е по-вероятно да има теоретична стойност. Ефективността на такъв генератор е 100 милиона пъти по-ниска от слънчевата клетка.

Ако е невъзможно да се използва енергия от повърхностния слой на атмосферата, може ли да се опита да „освободи” глобалния кондензатор? За съжаление, възможностите тук са малки. Атмосферната проводимост беше спомената по-горе. Проводимостта на йоносферата е с 10 порядъка по-висока, но числено е само 5x10 при минус 4 градуса S / m.

Когато празнината се „скъси“, повърхността на Земята - йоносферата, с плазмен сноп, получен например от лазер, тече незначителен ток от стотици милиампери във веригата. Определя се от вътрешното съпротивление на йоносферната "облицовка" на кондензатора, което се състои от 5-10 kOhm / m. За да получите газова лампа, дълга 60-80 км, е границата на възможностите на този метод. И това е за енергийния резерв от малко над 2500 кВт / ч - това е точно енергията на зареден глобален кондензатор.

Има и друго съображение срещу намесата на човека в електрическите процеси на Земята. Те се формираха през милиарди години и изиграха важна роля за възникването на живота на нашата планета. Комбинацията от тези процеси представлява глобална верига на производство и компенсация на електрически заряди, един вид аналог на нервната система на човека.

Все още нямаме представа за многото механизми на работа на тази верига. Заслужава да се спомене скорошното откритие на мълния в йоносферата. Следователно да се намесиш в такава верига, като не разбираш законите на нейното функциониране и възможните последици от намесата, е поне глупаво. Следователно, дори да са намерили ключовете от килерчето с естествено електричество, те трябва незабавно да бъдат изоставени.