Разрядили облака
Принудительный разряд грозовых облаков, производится выстрел снаряда с металлическим тросом, по которому спускается разряд. Производится в в районе аэропортов с сильной грозовой активностью или на полигонах в научных целях.
Принудительный разряд грозовых облаков, производится выстрел снаряда с металлическим тросом, по которому спускается разряд. Производится в в районе аэропортов с сильной грозовой активностью или на полигонах в научных целях.
Провод выгоднее пускать одноразовый, как можно более тонкого сечения. Потому что если пробой уже начался - всё равно образуется ионизированный канал, по которому весь ток пойдёт. Километр 0.2мм стальной проволоки будет весить 250г, запустить можно пневмопушкой.
Типовая молния даёт энергии на 5 гигаджоулей (~1400квт*Ч) при токе в 100 килоампер и напряжении в 10 мегавольт. То есть, в теории её можно словить в очень длинную батарею последовательных конденсаторов, которые потом переподключить параллельно и сливать заряд в сеть. Правда, батарея даже в случае с ионисторами получается чудовищных размеров, эдак на 2000 тонн, и не менее чудовищной стоимости.
Поэтому можно сделать всё проще и изящнее. Взять особо прочный бак с водой и пропустить молнию через него. 5 гигаджоулей достаточно, чтобы вскипятить примерно 2000 литров воды. Это, разумеется, сразу вызовет паровой взрыв с давлением 1700атм. Поэтому следует взять бак объёмом в несколько раз больше, чтобы давление не превысило 150атм, при этом вода в нём нагреется под 200ºС, но благодаря давлению будет оставаться жидкой - и вскипать по мере снижения давления. К этому баку уже можно подключить паровую турбину и майнить с неё электричество. А энергия, которая не влезла в КПД турбины, автоматически уходит на горячую воду и обогрев дома.
Таким образом, установка в принципе умещается в габаритах отдельно взятого домохозяйства, которому одной молнии хватит примерно на месяц.
Я в вопросе не компетентен, оценить подход и расчеты не могу.
Но есть пример реального существования таких установок?
Грозовая энергетика - передовой край науки. Её нигде особо не развивали, ибо с большими централизованными электростанциями она плохо совмещается. Пока оно существует в виде теоретических описаний.
Отдельные компоненты описанной установки вполне существуют. Есть целая куча активных/пассивных молниеводов, есть различные электрогидравлические установки, испаряющие воду разрядом, есть паровые аккумуляторы на сверхкритической воде. Соединить всё это вместе можно - нужно пару лямов на НИОКР, дом-мастерская на отшибе и несколько месяцев работы. Если на меня всё это вдруг однажды свалится - возможно, займусь.
Инженерные нюансы здесь есть, и весьма серьёзные. Самое существенное - когда молния пронзает бак с водой, она не должна создавать мега-разряд в одной точке (иначе бак разнесёт эффектом Юткина), а должна создавать множество разрядов. распределённых максимально равномерно, ударные волны которых будут гасить друг друга. Поэтому внутри бака должна быть объёмная решётка разрядников специальной формы. Либо, как вариант, вообще заполнить бак жаровыми трубами из нихрома, получив огромный водоохлаждаемый резистор. Плюс нужны всякие предохранительные клапаны для сброса избыточного давления и.т.п.
Соединить всё это вместе можно - нужно пару лямов на НИОКР, дом-мастерская на отшибе и несколько месяцев работы. Если на меня всё это вдруг однажды свалится - возможно, займусь.
БЛЯДЬ ДА ТЫ КТО ТАКОЙ ТО ВАЩЕ НАХУЙ! НИКОЛА ТЕСЛА ЧТО ЛИ, ИЛИ КТО НАХУЙ? ТЫ ЧО БЛЯ, ТЫ ЧО ЕБАТЬ? КАК НАХУЙ? ЕБАТЬ!
БЛЯДЬ ДА ТЫ КТО ТАКОЙ ТО ВАЩЕ НАХУЙ! НИКОЛА ТЕСЛА ЧТО ЛИ, ИЛИ КТО НАХУЙ? ТЫ ЧО БЛЯ, ТЫ ЧО ЕБАТЬ? КАК НАХУЙ? ЕБАТЬ!
А меня вот больше смущают не инженерные нюансы, а "погодные". Как будут обстоять дела с вероятностью вылова молнии? Если и можно накопить энергии на месяц, то в год надо минимум 12 ударов, причем еще с интервалом в 1 месяц. Вот тут уже попахивает фантастикой. Может и есть такие грозовые места, но в нашей местности грозы бывают максимум 3 месяца в году, несколько раз в месяц, а уж чтобы непосредственно в одной точке была... При очень хорошем раскладе, могу предположить, что речь может идти о трех ударах молнии в год - ну очень не стабильный источник энергии. В десятки или сотни раз хуже тех же ветряков. И каков смысл тогда?
Выстреливаемый вверх трос как раз и решает проблему "прицеливания" молнии. При попадании в грозовое облако он собирает заряд с площади в квадратные километры. Во время грозы этот заряд ещё и постоянно обновляется, поэтому достаточно, чтобы район просто накрыло грозой.
В остальном - возобновляемая энергетика тем и специфична, что размазана по планете неравномерно, и в разное время года даёт разную генерацию. Где-то выгоднее грозовая генерация, где-то ветряная, где-то солнечная, где-то волновая. Поэтому за редким исключением (геотермалка, ГЭС) её следует рассматривать как вспомогательную, не полагаясь на 100%. Скажем, в средней полосе России это может снизить затраты на энергоснабжение дома на 25-40%, что в принципе соизмеримо с ветряком, который тоже не всегда работает. Ближе к экватору с этого уже можно вполне себе жить и излишки в сеть сливать, но и там бывают месяцы без гроз.
Зависит от расстояния между домами. И от ветра ещё, который обновляет воздушные массы над посёлком.
В целом, у любой возобновляемой энергетики существует некоторый предел на плотность потребления энергии, которая с некоторыми оговорками упирается в солнечную постоянную. Там что если метать гарпуны прямо слишком активно - можно локально "высосать" всю грозу, и каким-то соседям не хватит.
Ну ходят же люди на рыбалку как-то, чтобы не влупить в одну рыбину все доступные удочки. И туалетом в коммуналке пользуются. Возникнет и с молниедобычей культура какая-нибудь.
Мне кажется упускается один момент. Бак с водой температурой 200 градусов, которая будет выкипать по мере сброса давления, превратится в бак с прохладной водой (даже необязательно прохладной, достаточно просто температуры менее 100 градусов) гораздо быстрее, чем за месяц, потому что тупо остынет, не успев выдать всю энергию. Превращение в термос сделает техническое обслуживание снаружи бака чуть ли не невозможным. Поэтому надо как можно быстрее переводить энергию в электричество и запасать его, что в свою очередь ведёт к потерям за счёт саморазрядки батарей. Без выстраивания сети, охватывающей несколько городов, которые могут делиться друг с другом, будет ли эффективно? Во вторых, хватит ли энергии всех молний для покрытия потребления такой сети?
Поэтому надо как можно быстрее переводить энергию в электричество и запасать его, что в свою очередь ведёт к потерям за счёт саморазрядки батарей.
Потери на саморазряд аккумулятора не очень критичны, с учётом постоянного потребления за месяц потеряется 15-20%. Критичен размер (и дороговизна) такого аккумулятора. Хороших парадигм здесь две:
1. Закачка воды в некое искуственное водохранилище, если рельеф позволяет. На реверсе получается обычная ГЭС.
2. Электропиролиз всякого мусора с выделением удобного к употреблению водорода, метана и жидких углеводородов. Сюда же идеологически примыкает электролиз воды (кпд 50-70%, и до 90% с твёрдополимерным электролитом).
Во вторых, хватит ли энергии всех молний для покрытия потребления такой сети?Зависит от плотности сети. Средняя плотность по планете ~6 молний на квадратный километр в год, хотя есть места в десятки раз насыщеннее. В целом любая возобновляемая энергетика не любит высокую плотность (даже от крупного поля ветряков местному климату заметно плохеет), поэтому для городов-миллионников энергии не хватит. А вот для деревень с низкой плотностью населения, размазанного на огромную площадь - запросто. Особенно в этом плане интересны горные деревни вроде кавказских. Там и с грозами ситуация повеселее.
Поверхностная плотность энергии ветра не такая уж высокая, поэтому если от балды нашпиговать поле ветряками на сотни мегаватт - их влияние на ветер будет сопоставимо с горным массивом, плюс начинаются разные малопредсказуемые эффекты от турбулентности и вертикального переноса тепла. В определённых местах испортится роза ветров, могут начаться засухи, изменения температуры в плюс и в минус и.т.п.
Это всё не считая проблем с шумом, вибрациями почвы и шинкованием птиц в капусту. Но эти-то проблемы решить можно. А проблему низкой плотности ветряной энергии так просто не решишь.
Самая экологичная, и при этом совместимая с высокой энергетической плотностью - таки атомная.
От простого ветряка на хуторе близ диканьки вреда природе не будет. Но вот с мегаполисами возобновляемая энергетика плохо совместима, практически любая. Доступная энергия размазана по поверхности очень рыхло, и как только мы начинаем сосать гигаватты в одной точке - окружающей среде плохеет.
Есть, впрочем, исключение в виде тепловых энергетических башен, задействующих потенциальную энергию всей атмосферы. Но и там последствия возможны - просто такое никто до сих пор не строил, и побочек на практике не наблюдал.
А мне интересен износ оборудования. Провод запущеный в небо очевидно сгорит он одноразовый. И весь путь до того как этот разряд распределиться равномерно по площади гигантского «кипятильника».
Есть ли у грозового облако магнитное поле? Может проще как-то подключиться к магнитному полю… ну там всякие катушки, они вроде умеют магнитное поле в электричество переводить (с физикой у меня проблемы)
Магнитного поля у облака нет, только электростатическое. И работать с ним напрямую проблематично, ибо единственное, что оно по сути "умеет" - это устраивать электрический пробой.
Вообще есть такое понятие, как удельная энергия постоянного магнита, но она довольно низка. Для неодимовых магнитов это 50 МгсЭ (400 кДж/м3), так что для накопления гигаджоулей придётся намагничивать магнит каких-то совсем чудовищных размеров.
Если заменить постоянный магнит на сверхпроводящее кольцо - ситуация становится лучше. Его действительно можно зарядить коротким импульсом катушки, сцеживать с него энергию тоже очень удобно, а саморазряда у него нет. Упирается это пока в довольно низкую плотность хранения, всего 40кДж/кг, примерно уровень сжатого воздуха. У обычных аккумуляторов эта цифра на порядок выше.
Конкретно по этой теме нормальной литературы мало, а то немногое имеющееся приходится ковырять через пиратский sci-hub по протухшим ссылкам. Здесь: #comment_253533649 я накидал кое-чего, но даже эти материалы весьма скудны.
По закону общежития.)
Но в хорошую грозу ионизированные воздушные массы над посёлком достаточно быстро обновляются. Так что если в облака не лупить каждые 10 секунд, больших проблем быть не должно.
А так да, система располагает к кооперации. В будущем будут какие-то киберпанк-деревни с общей энергосетью, небольшой гидроаккумулирующей станцией и маленьким аэродромом для связи с внешним миром.
Во время грозы этот заряд ещё и постоянно обновляется, поэтому достаточно, чтобы район просто накрыло грозой.тогда уж в сторону резонанса Шумана курить
В экваториальном климатическом поясе, как я помню из школьной географии, после полудня всегда сильный ливень с грозой. В этом поясе к примеру находятся Бразилия (Амазония) и Индонезия, ну и центр Африки, а также некоторые океанские острова. Пусть пробуют
Может и 200. Может и 200к. Сейчас как узнать? Я к тому, что хуйня охуеенная. И дать денег, хоть сколько-то, на эту хуйню - охуенная тема. Хоть 200р, но безвозмездно. С миру по нитке - голому рубаха
Как мне кажется, заряд в облаке - штука очень не постоянная. Может 5 гигаджоулей, может 1, а может и 20, верно?
И вот если твой бак будет отлично работать при 5, то от 1 он почти не нагреется, а от 20 на куски разлетится. И никакой балансировки энергии не предвидится, ты не можешь сказать "горшочек, не вари". Если заряд пошел, то уж никуда не денешься, терпи.
И да, и нет.
Систему облако-земля можно рассматривать, как гигантский конденсатор с определёнными параметрами, которые задаёт местная география. Параметры эти плавают, но лишь в некотором диапазоне, упираясь в конечном итоге в напряжение пробоя слоя воздуха, выше которого конденсатор зарядиться не может. Причём его ёмкость тоже зависит от этого напряжения, поскольку оно ограничивает объём воздуха, с которого стекают заряды.
Поэтому можно утверждать, что для каждого участка земли существует функция от температуры и влажности воздуха, позволяющая предсказать параметры молнии. Конкретные коэффициенты неизвестны (ибо никто пока этим плотно не занимался), но в ходе экспериментов их можно определить. Также напряжение этого конденсатора можно измерить, установив вольтметр между неподвижным громоотводом и землёй. Либо подключив к громоотводу электроскоп.
Вооружившись такими измерительными приборами можно мониторить небесный заряд и определить оптимальное время для запуска провода, чтобы в бак пришло столько джоулей сколько нужно.
Пассивные методы защиты также возможны. Бак с водой обладает нелинейной вольт-амперной характеристикой, и при выкипании слишком большого количества воды его сопротивление будет расти. В какой-то момент оно вырастет настолько, что току будет выгоднее пойти сквозь защитный разрядник, пробив сколько-то сантиметров полиэтилена. Это и будет "горшочек, не вари".
Еще больший вопрос, как эту установку изолировать от земли, если молния пробивает с дичайшим напряжением воздух на километры.
В пределе 10 мегавольт молнии это 250мм полиэтилена. Но на практике столько не нужно, ибо бак с водой за счёт своей огромной толщины будет неплохим проводником, и бешеные тераомы для предотвращения утечек не нужны.
А пару лямов рублей, долларов, тугриков?
И не решает ли проблему мега-разряда в одной точке несколько громоотводов соединённых в одну сеть, но с одним приёмным тросом? (условных 5 проводов соединяются в центре, из центра выстреливает один молниеуловитель, как в посте ТС)
А пару лямов рублей, долларов, тугриков?
Это от локации зависит. Круче всего, конечно, индонезийские рупии на острове Ява. Грозы там почти каждый день.
И не решает ли проблему мега-разряда в одной точке несколько громоотводов соединённых в одну сеть, но с одним приёмным тросом?
Мега-разряд опасен не в воздухе, а именно внутри бака с водой. Если просто засунуть в бак электрод - плотность тока будет неравномерной, и прилегающие к нему слои воды мгновенно вскипят и нагреются до тысяч градусов. Это породит нежелательные ударные волны, которые из-за несжимаемости воды могут раздолбать бак изнутри. Поэтому здесь и требуется хитрая решётка внутренних разрядников, которые как бы размазывают искру по всему объёму бака.
Был в 2006 заявлен какой-то прототип от Alternate Energy Holdings, но публичных данных по этой теме исчезающе мало.
У меня появился вопрос, а что если молния попадёт в пруд? Вода в нём взорваться не может, а такая громадная энергия должна нагреть воду. Как минимум, так можно подогреть воду для купания или для теплового насоса, который берёт тепло из пруда. Из расходов — только пневмопушка и трос.
Вблизи разряда часть воды испарится в плазму, сожрав солидную часть энергии. Остальное нагреется, но не сильно. Искупаться можно, но на электрогенерацию уже не хватит.
На Венере с заземлением всё плохо, ибо на поверхности сущий ад, и атмосфера с уютными аэростатами относительно этой поверхности вращается с одуренной скоростью. Так что энергетика - наименьшая из проблем. И лететь туда один чёрт придётся с реактором, ибо без ядерной прямоточки обратно не улетишь.
Я правильно понял из первого абзаца, что энергетическое лобби традиционной энергетики блокирует развитие данной отрасли?
Ну не то, чтобы уж прямо сознательно блокирует. Просто политики любят кататься на хайпе и инвестировать в наиболее дорогие проекты, ибо на них деньги пилить проще. Поэтому помешательство на зелёной энергетике в том виде, в котором это делается сейчас, цены на углеводороды только подстегнуло.
Перельман уже считал https://allforchildren.ru/sci/perelman2-109.php
1400 * 4 = 5600 коп. = 56 рублей. (по какому курсу считать - не знаю, если по 60 копеек, то до 100 баксов один разряд выходит)
Зачем переводить из старых рублей в новые, если есть КВт*ч.
В среднем по России стоимость КВт*ч была 3.5 рубля в прошлом году (https://ria.ru/20210621/elektrichestvo-1737830007.html)
1400 КВт*ч * 3.5 руб/КВт*ч = 4900 руб
Идея неплохая, хотя и есть сомнения в реализуемости.
Есть идеи как запасти холод зимой и тепло летом?
Лично мне начиная с сентября как то некомфортно холодно, а с мая наоборот. Неплохо бы усреднить. Качать горячий воздух с экватора, а холодный обратно, очевидно, будет слишком накладно.
Сохранение тепла на срок в месяцы - только мегатермосом с вакуумной изоляцией. Дешевле электричество аккумуляторами запасать.
Если же речь о том, чтобы устроить себе круглый год мягкий климат в масштабах садового участка - решение в геодезическом куполе с обратимым тепловым насосом. Такие жилые купола строились ещё в 50х, но с тогдашними материалами это было дорого. А сейчас в принципе есть возможность накрыть таким куполом целый микрорайон, что крайне актуально во всяких Норильсках.
Иначе говоря, нет предела совершенству. Шинные компании годами трахаются с рисунками протектора и составами резины - так что колеса тоже "по-новому" изобретают регулярно.
Такой купол скорее актуальнее для создания мегатеплицы чем просто микрорайон накрывать, но вопрос в рентабельности.
Или ты Никола Тесла Второй или просто очень складно сочиняешь. В любом случае я твой поклонник теперь)
Ракета на старте разгоняется не очень резко.
А вот если мы будем, как предлагается, стрелять из пушки грузом, который потянет за собой проволоку, то будет очень сильный рывок.
Лучше к китайским.
Мега фейерверк. Только заряжен вместо разноцветных огоньков - катушка с проволокой.
Он проволоку не тянет, она с него сматывается, сама проволока никуда не движется , её неподвижный конец прикреплён к земле
проволока сматывается из центра катушки по спирали, там ничего не вращается нигде - не порвётся. Проблема в другом - Перельман цену молнии считал и у него 56 рублей получалось (по курсу 60 копеек (наверное)).
Простите, а вы кем работаете? Откуда такие познания в такой узкой области? Чисто интересно, может научпоп какой есть для менее осведомлённых
Инженер-конструктор-технолог. Из того недобитого поколения, которое "технику молодёжи" по помойкам собирало и занималось всякой нехорошей подпольной деятельностью.
Научпоп нынче унылый. Образование в погоне за сверх-специализацией тоже выродилось. Качать нужно системное естествознание и "привычку думать", т.е. привычку заниматься прикладной эмпирикой и эвристикой. Остальное само попрёт. Я же ничего такого волшебного не описываю, просто пробегаюсь по совокупности довольно примитивных дедовских технологий и делаю правильные выводы.
Коммерчески на данный момент - делаю развёртки моделек для одной фирмы, плюс пусконаладочный процесс. Ничего особенного, здесь больше художественного искусства чем инженерии.
Весь хайтек пока - в инициативном порядке на свои кровные. Если затея с металлической 3д-печатью удастся - буду постепенно вкатываться в газовые турбины и импульсные камеры сгорания, благо что некоторый опыт их моделирования есть.
а как у вас при таких входных условиях "100 килоампер и напряжении в 10 мегавольт"
получилось ~1400квт*Ч ?
Тераваттная мощность длится единицы миллисекунд, отсюда и получается 5 гигаджоулей плюс-минус лапоть. Они же 1389квт*Ч.
Гигаватты получаются в среднем, если делить гигаджоули на всю продолжительность молнии, которая может составлять секунду и дольше. Но это не совсем корректно. В реальности энергия молнии не идёт равномерным потоком, а представляет собой череду очень резких выбросов по 50-200мкс. https://leg.co.ua/knigi/oborudovanie/zaschita-setey-6-35-kv-... То есть, фактически процесс сжат по времени сильнее чем кажется, и реальная мощность там именно тераваттная.
Тут засада в том, что заряд нужно собирать со всего объёма облака. В случае лавинного пробоя это получается естественным образом. А без пробоя на мачту будут стекаться заряды только в непосредственной от неё близости. И тогда придётся ставить много мачт, а между ними натягивать гигантскую сетку. В общем, сооружение получится довольно монструозное.
Примерно так. Но для соизмеримого результата площадь сетки должна измеряться квадратными километрами. Хотя ячейки можно делать довольно крупными, при метровых ячейках и достаточно влажном воздухе уже несколько сотен вольт достаточно для стекания заряда.
проблема что х мы молнию куда запихнём... она даже частенько предпочитает с медной шины в плазменный канал соскакивать
Круто! А где можно подробно про такое почитать? Я имею ввиду какие-нибудь научные доклады с конференций, журналы, книги
Мало по этой теме нормальных материалов, очень.
Из более-менее научпоп-обзорного на русском статья на умершей мембране, всё ещё доступна через вебархив: https://web.archive.org/web/20190327041013/http://www.membra...
На инглише статья НАСЫ про структуру гроз: https://www.nasa.gov/vision/earth/lookingatearth/intense_sto...
Дальше начинается хардкорный вебсталкинг. Есть платная англоязычная научная статья https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.10.027 по-пиратски доступная через sci-hub https://sci-hub.hkvisa.net/10.1016/j.renene.2010.10.027 и в ней каталог ссылок, половина из которых не раскапываются.
Поэтому следует взять бак объёмом в несколько раз больше, чтобы давление не превысило 150атм
Не шарю в вопросе, но зачем бак в несколько раз больше, если содержимое все равно под давлением? Если вода вскипать не будет, то и расширяться не будет, а давление можно уменьшить сделав отверстие в баке
Существует критическая точка, выше которой жидкость переходит в сверхкритическое состояние, превращаясь в эдакий сверхплотный пар, вскипевший по всему объёму. Эту точку лучше не превышать, поскольку придётся иметь дело уже совсем с другими давлениями, в 1700 атмосфер и выше. С такими давлениями работать трудно, это соизмеримо с давлением пороховых газов в винтовочном стволе.
Хотя в качестве шутки юмора можно заменить бак реальной артиллерийской пушкой большого калибра. Налить в неё воды, засунуть магнитный снаряд и устроить паровой взрыв от молнии. Снаряд полетит по электромагнитным рельсам, медленно тормозясь и отдавая им энергию, пока через сколько-то сотен метров не остановится.
То есть если размер бака больше, то и давление будет меньше, поэтому сверхплотного пара не случится?
Разумеется. Чем больше вещества, по которому мы размазываем порцию энергии, тем меньше в нём закритических явлений. Правда, и КПД проседает, поэтому нужно меру знать.
Да там и километр не нужен. Грозовые облака висят низко, метров 300 - 400 хватит с головой.
А куда ток девается, если его зациклить? Вот пустить молнию по проводу и конец к началу подключить, куда ток уходит?
А если сделать очень длинный провод, с разностью потенциалов или зарядов. Пустить по нему молнию и запечатать концы. Куда ток денется когда до конца провода дойдёт?
Ток не идёт "до конца провода", ток идёт сразу по всей длине провода. Можно представить провод, как очень длинную велосипедную цепь, которая крутится сразу по всей длине.
Закольцевать ток возможно. К примеру, в гаусс-пушках конденсатор разряжают на катушку, закольцованную через диод. И весь созданный ток бегает по ней как бы "по инерции". Но до бесконечности бегать он не может, ибо постепенно переходит в тепло из-за сопротивления проводов.
Если взять сверхпроводник, пустить по нему ток и закольцевать - ток будет бегать условно-вечно. Это один из перспективных вариантов аккумулятора будущего, который упирается в предельную пропускную способность конкретного сверхпроводника.
От района проживания зависит. В некоторых местах они стабильно чуть ли не каждый день лупят.
В среднем же возобновляемую энергетику за редким исключением (типа каскадов ГЭС) следует рассматривать как вспомогательную, именно в силу непредсказуемости и нестабильности генерации. Это не основа жизни, а бонус для экономии угля.
Места, где можно полагаться только на ветер/волны/солнце/молнии/геотермалку, на земле существуют, но их немного.
Мегаполис за год потребляет где-то так на 20 мегатонн тротилового эквивалента. Хорошо, что на земле нет таких молний.)
А можно ли эту энергию молнии использовать для электролиза растворов/расплавов (либо обратно - синтеза) либо пиролиза органики? Наговорил я уже на нобелевку или что то объективно мешает?
Можно и нужно, ибо хранить такую кучу энергии аккумуляторами накладно, пароаккумулятор её долго хранить не может, а один из наиболее простых и дешёвых способов - быстро перегнать гору мусора на метан, водород и бензин.
Сомнительно. Заряд не стремится скакать по вышкам. Заряд хочет по кратчайшему пути уйти в землю, и кратчайший путь у него в любом случае определяется высотой нижней части грозового облака. Всё, что мы можем сделать - это предоставить ему возможность совершить по пути полезную работу.
хз. такое дело единственным умом не охватить.
я бы например не использовал в накопительном контуре воду вообще. А использовал бы например большой бак с натрием. он отлично проводит тепло, электроэнергию и сохраняется в жидком состоянии в очень большом диапазоне температур, т.е. он не превратится в пар, а быстро разгонит заряд по всему объёму и не даст давления в заряженном состоянии, пока мы не захотим погнать воду по поверхности бака.
Возможно в таком деле подойдёт и другой металл.. (надо спросить чем охлаждают реакторы на подводных лодках и вообще - не водой же), переходящий в жидкое состояние от прохождения тока, а через такой бак прогонять уже трубки потоньше с водой.
С натрием проблема в том, что он в сравнении с водой недёшев. Накопитель оказывается столь дорогим, что выгоднее на те же деньги сарай аккумуляторами забить, ибо узкое место данной схемы не накопление энергии в термическом баке, а хранение её достаточно длительное время.
Вообще, на пути к совершенству следует копать в сторону импульсных химических реакций. Нечто вроде ударно-волнового синтеза алмазов, только синтезировать не алмазы, а метастабильные вещества вроде кубического гош-азота, которые в дальнейшем использовать в качестве топлива.
суть в том, чтобы обойтись без парообразования и перегретых жидкостей, так да, лучше уйти в материалы, которые сразу в своей структуре этот заряд сконцентрируют
Во-первых, не 1400 кВт, а 1400кВт*ч, они же 5 гигаджоулей. Это единица измерения энергии, а не мощности.
Во-вторых, пиковая мощность действительно порядка тераватта, но длится она отнюдь не равномерно 200мс. Молния состоит из нескольких последовательных разрядов с крутыми фронтами пл 50-200мкс, суммарной длительностью в единицы миллисекунд. https://leg.co.ua/knigi/oborudovanie/zaschita-setey-6-35-kv-...
В-третьих, напряжение грозового облака ограничено расстоянием нижнего края грозового облака до земли (500-1000м) и электрической прочностью воздушного слоя. У влажного воздуха она составляет менее 0.1кВ/мм (в ливень это значение падает ещё в несколько раз), что даёт типовые напряжения в 5..20 мегавольт. Гигавольты это экзотика. Для них нужна либо довольно редкая гроза без дождя при очень сухом воздухе, либо это относится к высотным разрядам между слоями стратосферы.
Человек, я долго за тобой вами наблюдал в этой ветке. Проникся, посопереживал, зауважал. Что-то понял даже. Мое почтение - было круто. Жалко только, что я протрезвел в процессе, но это возможно наверстать)
Хорошо, считаем как в статьях. 3 импульса по 100 мкс с напряжением 20 МВ и 30 кА в среднем. 1 Джоуль = 1 Вольт * 1 Ампер в течении секунды. Значит 20 МВ * 30кА = 600 Гигаджоулей. Но длина импульса всего 100 мкс и их 3 штуки. Значит:
600 ГДж / 1000 мс = 600 МДж за 1 мс
600 МДж / 10 = 60 МДж за 100 мкс
60 МДж * 3 импульса = 180 МДж за 3 импульса по 100 мкс всего. Этого хватит, что бы нагреть 480 литров воды с 10 до 100 градусов при КПД в 100%.
Так же это считается и в ваттах:
20 МВ * 30кА = 600 Гигаватт*час
600 Гигаватт*час / 3600 = 166 666 киловатт*секунду
166 666 кВт*секудну / 1000 мс = 166 кВт*мс
166 кВт*мс / 10 = 16,6 кВт за 100 мкс.
16,6 кВт* 3 импульса = ~50 кВт, которых хватит что бы нагреть всё те же 480 литров воды от 10 до 100 градусов.
Так о каких 5 Гигаджоулях идёт речь? И 5 ГДж хватит, что бы нагреть 15 тонн воды с 20 до 100 градусов.
Здесь действительно есть некоторая странность, ибо энергетические параметры облака и молнии из доступных источников между собой не бьются.
К примеру, статья https://www.ijaiem.org/volume2issue9/IJAIEM-2013-09-14-014.p... описывает "плазменный канал протяжённостью 5км", и там же энергия молнии оценивается в 5 гигаджоулей.
https://cyberleninka.ru/article/n/energeticheskie-harakteris...
http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/NATURE/03_07/ATMOCHAR...
Здесь можно встретить плотность зарядов в "несколько" или 13.9 нКл/м3, для простоты взять 10Кл/км3.
При 10МВ имеем 1e+7 эВ = 1.6e-12 Дж на заряд. 10Кл это 6.24e+19 элементарных зарядов, что даёт нам плотность энергии грозового облака примерно 100 МДж/км3.
Сколько кубических километров разряжается за одну молнию - точно неясно, но при такой протяженности плазменного канала явно не один. Допустим, если взять объём шара диаметром 5км,
получится 65.4км3, что даёт энергию в 6.54 ГДж. Если вычесть километр до земли и взять диаметр шара 4км - получается 3.35ГДж. Из чего можно сделать вывод, что оценка в 5 гигаджоулей
скорее верна, чем нет. До земли же, однако, почему-то доходят единицы процентов. Значит, энергия куда-то по дороге растрачивается, а иначе как на ионизацию воздуха тратиться ей некуда.
Энергия ионизации воздуха 30эВ, 2895 кДж/моль. При 23л/моль получаем 126МДж на кубометр. Точный диаметр плазменного канала я не нашёл, встречались упоминания "несколько см" и "1-2 дюйма". При от балды взятом диаметре 5см и длине 5км получаем ионизацию объёма 10 кубометров воздуха, что требует 1.26ГДж энергии. Порядки сопоставимые.
Отсюда можно сделать вывод, что значительная доля энергии грозового облака тратится на формирование плазменного канала. И второй вывод, что запуск в небо металлического троса должен в значительной мере эти потери сократить, поскольку молнии предоставляется энергетически дешёвый плазменный канал из испарённой решётки металла, окружённой электронным газом.
Видеохостинг на Пикабу
23.5K постов21.9K подписчиков
Правила сообщества
Посты только в формате видео, никакого текста, для текста, милости просим в комментарии!)
Мы не говорим, мы показываем!)