Electricitatea atmosferică ca o nouă sursă de energie alternativă

Căutarea surselor alternative de electricitate a devenit larg răspândită în ultimele decenii. Amenințarea epuizării resurselor de energie fosilă a stimulat cercetarea privind utilizarea resurselor regenerabile: energie din aer, apă și căldură geotermală. Oamenii de știință care lucrează în domeniul energiei alternative li s-au alăturat armata de inventatori, care a „inundat” spațiul informațional de astăzi cu proiecte pentru obținerea de energie „gratuită”.

Una dintre cele mai populare zone ale dezvoltării lor este utilizarea electricității atmosferice. Observând violența elementelor în timpul furtunilor, există o mare ispită de a îmblânzi forțele electrice ale Pământului, de a le folosi în folosul omului.

Să încercăm să evaluăm cât de realist este să ne apropiem de aceste forțe și să le folosim în practică. Pentru început, vom răspunde la întrebarea Rezervele de energie electrică ale Pământului sunt foarte mari? Aproape toată lumea a auzit sau este conștientă condensator. Unii au lucrat cu ei, alții își amintesc la cursul de fizică a școlii.

Conform conceptelor moderne, Pământul este un analog al unui astfel de detaliu al circuitelor radio. Acest condensator sferic uriaș este încărcat și creează un câmp electric în jurul nostru.

De acum, va trebui să operați cu valori numerice, ca de exemplu multe proiecte privind utilizarea câmpului electric al Pământului se bazează pe mecanisme complet mitice de extragere a energiei dintr-un astfel de condensator.

În primul rând despre capacitatea Pământului. Deja în această etapă există discrepanțe. Când se calculează capacitatea Pământului ca conductor sferic solitar în spațiu, se obține o valoare de aproximativ 700 μF. Iar calculul capacității condensatorului format de suprafața Pământului și ionosfera, situate la o altitudine de 60-80 km, dă o valoare apropiată de 1F. Discrepanța dintre rezultate este de peste 1000 de ori! Și acesta este doar începutul incertitudinilor asociate electricitatea atmosferei.

Condensatorul Pământului este încărcat până la o tensiune de aproximativ 300 kV, suprafața Pământului având o încărcare negativă și ionosfera fiind pozitivă. Rezistența câmpului dintre „plăcile” unui astfel de condensator este de 120-150 V / m la suprafață și scade brusc cu înălțimea.

Ca orice condensator real, are un curent de scurgere. Geofizicienii au reușit să își măsoare valoarea destul de precis. Acești curenți sunt foarte mici: pe vreme senină, densitatea curentului de scurgere este de numai 10 până la minus 12 grade Am2. Dar recalcularea pe întreaga suprafață a Pământului dă un curent total de scurgere de aproximativ 1800 A. Sarcina electrică a Pământului (și, în consecință, ionosfera) este estimată la 5,7x10 în pandantivul de gradul 5. Apoi condensatorul pământului trebuie descărcat în ... 8-10 minute, iar câmpul electric va dispărea.

În practică, nu observăm o imagine similară. Aceasta înseamnă că există un anumit generator natural cu o capacitate mai mare de 700 MW, care compensează pierderea de sarcină în sistemul de ionosferă Pământ.

Știința modernă s-a dovedit neputincioasă pentru a explica mecanismele de încărcare a unui condensator. Astăzi, există mai mult de 10 teorii și ipoteze care descriu mecanismele și procesele de menținere a unei încărcări constante a Pământului. Dar verificarea experimentală și calculele rafinate arată numărul insuficient de sarcini generate pentru a menține o valoare stabilă a câmpului Pământului.

Printre candidații la generatoare de încărcare au fost considerate furtuni, circulația curenților în mantaua topită a Pământului, curgerea particulelor de la Soare (vântul solar). Există chiar o ipoteză exotică despre existența naturalului Generator de MHDlucrând în atmosfera superioară. Rezultatul este dezamăgitor - astăzi știința nu știe cu exactitate de unde sunt taxate taxele condensatorului natural.Poate că fiecare dintre aceste mecanisme contribuie la reîncărcarea taxei de depozitare a pământului.

Și acum despre posibilitățile de utilizare energia condensatorului natural. După cum sa menționat mai sus, rezistența câmpului (sau un gradient potențial la suprafață) este în medie de 130V / m. Dar acest lucru nu înseamnă că o persoană înaltă are un potențial de 260V între tocuri și coroană. Aerul este un izolator excelent, iar corpul uman este un bun conductor. Prin urmare, indiferent de creștere, avem întotdeauna potențialul Pământului.

Încercările de a folosi puterea câmpului Pământului în scopuri utilitare au fost întreprinse de mai bine de două secole și continuă și astăzi. Cea mai bună realizare a proiectelor pentru colectarea electricității atmosferice cu ajutorul baloanelor a făcut posibilă obținerea unei puteri de aproximativ 1 kW, iar circuitele moderne, cu adevărat funcționale, vă permit să alimentați un LED cu consum redus sau să reîncărcați un telefon mobil.

Cert este că conductivitatea aerului atmosferic este de numai 10 până la minus 14 grade S / m (Siemens / metru). Pur și simplu este imposibil să selectați o putere vizibilă dintr-o sursă atât de mare de rezistență. Pentru aceasta, detaliile „generatorului” trebuie să aibă o izolare mai fiabilă. Însă conductivitatea de pe suprafața izolatorilor depășește conductivitatea aerului, astfel încât generatorul „se scurtează” rapid.

Cele mai recente informații ale oamenilor de știință brazilieni despre posibilitățile de generare a energiei electrice din atmosfera umedă a tropicelor sunt mult mai probabil să aibă o valoare teoretică. Eficiența unui astfel de generator este de 100 de milioane de ori mai mică decât o celulă solară.

Dacă este imposibil să folosești energia din stratul de suprafață al atmosferei, poate încerca să „descarci” condensatorul global? Din păcate, oportunitățile de aici sunt mici. Conductivitatea atmosferică a fost menționată mai sus. Conductivitatea ionosferei este mai mare cu 10 ordine, dar numeric este doar 5x10 în minus 4 grade S / m.

Când decalajul este „scurtat”, suprafața Pământului - ionosfera, cu un pachet de plasmă, obținută, de exemplu, dintr-un laser, curge un curent nesemnificativ de sute de miliamperi în circuit. Este determinată de rezistența internă a „căptușelii” ionosferice a condensatorului, cuprinzând 5-10 kOhm / m. Obținerea unei „lămpi” cu gaz lung de 60-80 km este limita posibilităților unei astfel de metode. Și aceasta este de dragul unei rezerve de energie de puțin peste 2500 kW / h - aceasta este exact energia unui condensator global încărcat.

Există o altă considerație împotriva intervenției umane în procesele electrice ale Pământului. S-au format peste miliarde de ani și au jucat un rol important în apariția vieții pe planeta noastră. Combinația acestor procese alcătuiește un lanț global de producție și compensare a sarcinilor electrice, un fel de analog al sistemului nervos uman.

Încă nu avem idee despre numeroasele mecanisme de funcționare ale acestui lanț. Merită menționată descoperirea recentă a fulgerului în ionosferă. Prin urmare, a interveni într-un astfel de lanț, a nu înțelege legile funcționării sale și posibilele consecințe ale interferenței, este cel puțin o prostie. Prin urmare, chiar și găsind cheile cămăriei electricității naturale, acestea ar trebui abandonate imediat.