Atmosferyczna energia elektryczna jako nowe źródło energii alternatywnej

Poszukiwanie alternatywnych źródeł energii elektrycznej stało się powszechne w ostatnich dziesięcioleciach. Zagrożenie wyczerpaniem kopalnych zasobów energii pobudziło badania nad wykorzystaniem zasobów odnawialnych: energii z powietrza, wody i ciepła geotermalnego. Armia wynalazców dołączyła do naukowców zajmujących się energią alternatywną, a dziś „zalali” przestrzeń informacyjną projektami pozyskiwania „darmowej” energii.

Jednym z najbardziej popularnych obszarów ich rozwoju jest wykorzystanie energii elektrycznej w atmosferze. Obserwując przemoc żywiołów podczas burz, istnieje wielka pokusa, by oswoić siły elektryczne Ziemi i wykorzystać je dla dobra człowieka.

Spróbujmy ocenić, jak realistyczne jest zbliżenie się do tych sił i wykorzystanie ich w praktyce. Na początek odpowiemy na pytanie Czy ziemskie rezerwy energii elektrycznej są naprawdę duże? Prawie każdy słyszał lub jest tego świadomy kondensator. Niektórzy z nimi pracowali, inni pamiętają na szkolnym kursie fizyki.

Zgodnie ze współczesnymi koncepcjami Ziemia jest odpowiednikiem właśnie takiego szczegółu obwodów radiowych. Ten ogromny, sferyczny kondensator jest naładowany i wytwarza wokół nas pole elektryczne.

Odtąd będziesz musiał działać z wartościami liczbowymi, as wiele projektów dotyczących wykorzystania pola elektrycznego Ziemi opiera się na całkowicie mitycznych mechanizmach pozyskiwania energii z takiego kondensatora.

Najpierw o pojemności Ziemi. Już na tym etapie występują rozbieżności. Przy obliczaniu pojemności Ziemi jako samotnego sferycznego przewodnika w kosmosie uzyskuje się wartość około 700 μF. A obliczenie pojemności kondensatora utworzonego przez powierzchnię Ziemi i jonosferę, położoną na wysokości 60-80 km, daje wartość bliską 1F. Rozbieżność między wynikami jest ponad 1000 razy! A to dopiero początek niepewności z tym związanych elektryczność atmosfery.

Kondensator Ziemi jest ładowany do napięcia około 300 kV, przy czym powierzchnia Ziemi ma ładunek ujemny, a jonosfera jest dodatnia. Natężenie pola między „płytkami” takiego kondensatora wynosi 120–150 V / m na powierzchni i gwałtownie spada wraz z wysokością.

Jak każdy prawdziwy kondensator, ma prąd upływowy. Geofizykom udało się dość dokładnie zmierzyć jego wartość. Prądy te są bardzo małe: przy dobrej pogodzie gęstość prądu upływowego wynosi tylko 10 do minus 12 stopni Am2. Jednak ponowne obliczenie na całej powierzchni Ziemi daje całkowity prąd upływowy około 1800 A. Ładunek elektryczny Ziemi (i odpowiednio jonosfery) szacuje się na 5,7x10 w wisiorku 5 stopnia. Następnie kondensator ziemi powinien zostać rozładowany za ... 8-10 minut, a pole elektryczne zniknie.

W praktyce nie obserwujemy podobnego obrazu. Oznacza to, że istnieje pewien naturalny generator o mocy ponad 700 MW, który kompensuje utratę ładunku w układzie ziemia-jonosfera.

Współczesna nauka okazała się bezsilna w wyjaśnianiu mechanizmów ładowania kondensatora. Obecnie istnieje ponad 10 teorii i hipotez, które opisują mechanizmy i procesy utrzymywania stałego ładunku Ziemi. Ale eksperymentalna weryfikacja i udoskonalone obliczenia pokazują niewystarczającą liczbę generowanych ładunków, aby utrzymać stabilną wartość pola Ziemi.

Wśród kandydatów na generatory ładunków uznano burze, cyrkulację prądów w stopionym płaszczu Ziemi, przepływ cząstek ze Słońca (wiatr słoneczny). Istnieje nawet egzotyczna hipoteza o istnieniu przyrody Generator MHDpraca w górnej atmosferze. Wynik jest rozczarowujący - dzisiaj nauka nie wie dokładnie, skąd są ładowane naturalne kondensatory.Być może każdy z tych mechanizmów przyczynia się do doładowania ładunku ziemi.

A teraz o możliwościach użycia naturalna energia kondensatora. Jak wspomniano powyżej, natężenie pola (lub gradient potencjału na powierzchni) wynosi średnio 130 V / m. Ale to nie znaczy, że wysoka osoba ma potencjał 260 V między piętami a koroną. Powietrze jest doskonałym izolatorem, a ciało ludzkie jest dobrym przewodnikiem. Dlatego niezależnie od wzrostu zawsze mamy potencjał Ziemi.

Próby wykorzystania siły pola Ziemi do celów utylitarnych podejmowane są od ponad dwóch stuleci i trwają do dziś. Najlepsze osiągnięcie w zakresie gromadzenia energii elektrycznej z atmosfery za pomocą balonów pozwoliło uzyskać moc około 1 kW, a nowoczesne, naprawdę działające obwody pozwalają na zasilanie diody LED o niskiej mocy lub naładowanie telefonu komórkowego.

Faktem jest, że przewodność powietrza atmosferycznego wynosi tylko 10 do minus 14 stopni S / m (Siemens / metr). Po prostu niemożliwe jest wybranie zauważalnej mocy z takiego źródła o wysokiej rezystancji. W tym celu szczegóły „generatora” muszą mieć bardziej niezawodną izolację. Ale przewodnictwo na powierzchni izolatorów przekracza przewodnictwo powietrza, więc generator szybko „zwęża się”.

Najnowsze informacje brazylijskich naukowców o możliwościach wytwarzania energii elektrycznej z wilgotnej atmosfery tropików mają większą wartość teoretyczną. Sprawność takiego generatora jest 100 milionów razy niższa niż ogniwa słonecznego.

Jeśli nie jest możliwe wykorzystanie energii z powierzchniowej warstwy atmosfery, czy może próbować „rozładować” globalny kondensator? Niestety możliwości tutaj są niewielkie. Przewodnictwo atmosferyczne wspomniano powyżej. Przewodność jonosfery jest o 10 rzędów wielkości wyższa, ale liczbowo wynosi tylko 5x10 w minus 4 stopniach S / m.

Kiedy przerwa jest „skracana”, powierzchnia Ziemi - jonosfera z wiązką plazmy uzyskaną na przykład z lasera, przepływa w obwodzie nieznaczny prąd setek miliamperów. Jest to określone przez wewnętrzny opór jonosferycznej „okładziny” kondensatora, obejmujący 5-10 kOhm / m. Uzyskanie „lampy” gazowo-świetlnej o długości 60–80 km jest granicą możliwości takiej metody. Dotyczy to rezerwy energii nieco ponad 2500 kW / h - jest to dokładnie energia naładowanego globalnego kondensatora.

Jest jeszcze jedna uwaga przeciwko interwencji człowieka w procesy elektryczne na Ziemi. Tworzyli się przez miliardy lat i odgrywali ważną rolę w powstawaniu życia na naszej planecie. Połączenie tych procesów stanowi globalny łańcuch produkcji i kompensacji ładunków elektrycznych, rodzaj analogu ludzkiego układu nerwowego.

Nadal nie mamy pojęcia o wielu mechanizmach działania tego łańcucha. Warto wspomnieć o niedawnym odkryciu błyskawicy w jonosferze. Dlatego interweniowanie w taki łańcuch, niezrozumienie praw jego funkcjonowania i możliwych konsekwencji ingerencji, jest co najmniej głupie. Dlatego nawet po znalezieniu kluczy do spiżarni naturalnej elektryczności należy je natychmiast porzucić.