Atmosfärisk el som en ny källa till alternativ energi

Sökandet efter alternativa elkällor har blivit utbredd under de senaste decennierna. Hotet om utarmning av fossila energiresurser har stimulerat forskning om användning av förnybara resurser: energi från luft, vatten och geotermisk värme. Uppfinnararmén anslöt sig till forskarna som arbetade inom området alternativ energi, och idag "översvämmade" informationsutrymmet med projekt för att få "fri" energi.

Ett av de mest populära områdena för deras utveckling är användning av atmosfärisk elektricitet. Genom att observera elementens våld under åskväder finns det en stor frestelse att temma jordens elektriska krafter för att använda dem till gagn för människan.

Låt oss försöka utvärdera hur realistiskt det är att komma nära dessa krafter och använda dem i praktiken. Till att börja med kommer vi att besvara frågan om Är jordens elreserver verkligen stora? Nästan alla har hört eller är medvetna om kondensor. Vissa arbetade med dem, andra minns på skolfysikkursen.

Enligt moderna begrepp är jorden en analog till just en sådan detalj av radiokretsar. Denna enorma sfäriska kondensator laddas och skapar ett elektriskt fält runt omkring oss.

Från och med nu måste du arbeta med numeriska värden, som många projekt för användning av jordens elektriska fält förlitar sig på helt mytiska mekanismer för energiutvinning från en sådan kondensator.

Först om jordens kapacitet. Redan i detta skede finns det skillnader. Vid beräkning av jordens kapacitet som en ensam sfärisk ledare i rymden erhålls ett värde av cirka 700 μF. Och beräkningen av kondensatorn för kondensatorn som bildas av jordens yta och jonosfären, belägen på en höjd av 60-80 km, ger ett värde nära 1F. Skillnaden mellan resultaten är mer än 1000 gånger! Och detta är bara början på osäkerheterna i samband med el i atmosfären.

Jordens kondensator laddas upp till en spänning på cirka 300 kV, där jordens yta har en negativ laddning och jonosfären är positiv. Fältstyrkan mellan "plattorna" för en sådan kondensator är 120-150 V / m vid ytan och sjunker kraftigt med höjden.

Liksom alla riktiga kondensatorer har den en läckström. Geofysiker lyckades mäta dess värde ganska exakt. Dessa strömmar är mycket små: i klart väder är läckströmtätheten endast 10 till minus 12 grader Am2. Men omberäkningar till hela jordytan ger en total läckström på cirka 1800 A. Jordens elektriska laddning (och följaktligen jonosfären) beräknas till 5,7x10 i den 5: e gradens hänge. Då ska jordens kondensator urladdas på ... 8-10 minuter, och det elektriska fältet kommer att försvinna.

I praktiken observerar vi inte en liknande bild. Detta innebär att det finns en viss naturlig generator med en kapacitet på mer än 700 MW, vilket kompenserar för laddningsförlusten i jord-jonosfärsystemet.

Modern vetenskap har visat sig maktlös att förklara mekanismerna för att ladda en kondensator. Idag finns det mer än 10 teorier och hypoteser som beskriver mekanismerna och processerna för att upprätthålla en konstant laddning av jorden. Men den experimentella verifieringen och de förfinade beräkningarna visar det otillräckliga antalet genererade laddningar för att upprätthålla ett stabilt värde på jordens fält.

Bland kandidaterna för laddningsgeneratorer ansågs åskväder, cirkulationen av strömmar i jordens smälta mantel, flödet av partiklar från solen (solvind). Det finns till och med en exotisk hypotes om existensen av naturliga MHD-generatorarbetar i den övre atmosfären. Resultatet är en besvikelse - idag vet vetenskapen inte exakt var laddningarna för den naturliga kondensatorn fylls på från.Kanske var och en av dessa mekanismer bidrar till att ladda laddningen för jordlagring.

Och nu om möjligheterna att använda naturlig kondensatorenergi. Som noterats ovan är fältstyrkan (eller potentiell gradient på ytan) i genomsnitt 130V / m. Men detta betyder inte att en lång person har en potential på 260V mellan klackarna och kronan. Luft är en utmärkt isolator och människokroppen är en bra ledare. Därför, oavsett tillväxt, har vi alltid jordens potential.

Försök att använda jordens fältstyrka för utilitaristiska ändamål har gjorts i mer än två århundraden och fortsätter idag. Den bästa prestationen av konstruktioner för insamling av atmosfärisk elektricitet med hjälp av ballonger gjorde det möjligt att få en effekt på cirka 1 kW, och moderna, verkligt fungerande kretsar, gör att du kan driva en lågeffekt LED eller ladda en mobiltelefon.

Faktum är att konduktiviteten för atmosfärisk luft endast är 10 till minus 14 grader S / m (Siemens / meter). Det är helt enkelt omöjligt att välja märkbar kraft från en sådan högmotståndskälla. För detta måste informationen om "generator" ha en mer tillförlitlig isolering. Men konduktiviteten på isolatorns yta överstiger luftens konduktivitet, så generatorn snabbt "shorts".

Den senaste informationen från brasilianska forskare om möjligheterna att generera elektricitet från den fuktiga atmosfären i tropikerna är mer sannolikt av teoretiskt värde. Effektiviteten hos en sådan generator är 100 miljoner gånger lägre än en solcell.

Om det är omöjligt att använda energi från ytans lager i atmosfären, kan den försöka "tömma" den globala kondensatorn? Tyvärr är möjligheterna här små. Den atmosfäriska konduktiviteten nämndes ovan. Jonosfärens konduktivitet är 10 ordningsföljder högre, men är numeriskt bara 5x10 i minus 4 grader S / m.

När gapet är "förkortat" flyter jordens yta - jonosfären, med ett plasmabunt, som till exempel erhållits från en laser, en obetydlig ström på hundratals milliampar i kretsen. Det bestäms av det inre motståndet hos den jonosfäriska "fodringen" hos kondensatorn, innefattande 5-10 kOhm / m. Att få en gaslampa "60-80 km lång" är gränsen för möjligheterna med denna metod. Och detta är för energireserven på drygt 2500 kW / h - det här är exakt energin från en laddad global kondensator.

Det finns en annan övervägande mot mänsklig ingripande i jordens elektriska processer. De bildades under miljarder år och spelade en viktig roll i uppkomsten av liv på vår planet. Kombinationen av dessa processer utgör en global produktionskedja och kompensation av elektriska laddningar, en slags analog till det mänskliga nervsystemet.

Vi har fortfarande ingen aning om de många mekanismerna i denna kedja. Det är värt att nämna den senaste upptäckten av blixtnedslag i jonosfären. Därför är det åtminstone dumt att ingripa i en sådan kedja utan att förstå lagarna för dess funktion och de möjliga konsekvenserna av störningar. Även efter att ha hittat nycklarna till skafferiet med naturlig elektricitet, bör de omedelbart överges.