Если молния ударит в пруд, на сколько нагреется вода?
Содержание:
Молния – мощный электрический искровой разряд, который возникает во время грозы, сопровождается громом, а также яркими вспышками света. Попадая в деревья, она, как правило, провоцирует их возгорание. Это значит, что молния способна нагревать окружающую среду, в том числе и водоемы.
Механизм и свойства молнии
Молнии возникают в результате электризации облаков. Их разряды появляются внутри облаков, между облаком и поверхностью земли либо соседними тучами. Непосредственно перед разрядом возникает разность потенциалов между облаками или тучей и землей – в зависимости от вида молнии.
Электризация в облаках происходит за счет своего рода «трения» мельчайших частиц – льдинок и капель воды, из которых и состоит грозовая туча. Верхняя ее часть находится на высоте около 6-7 км, нижняя – от 0,5 до 1 км. Льдинки в облаке постоянно двигаются из-за перемещения воздушных потоков. Таким образом, нижняя часть тучи имеет отрицательный заряд, а верхняя – положительный.
Схема образования молнииИнтересный факт: молнии чаще ударяют в объекты на суше. Однако самая высокая вероятность удара молнии в мире отмечается над венесуэльским районом впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо. Их частота – 250 разрядов на квадратный километр в год.
Напряжение электрического поля грозового облака очень высокое – оно измеряется в миллионах и миллиардах вольт. Когда области с противоположными зарядами оказываются слишком близко друг к другу, происходит разряд молнии. Он характеризуется огромной силой тока – от 10 000 до 500 000 ампер. Напряжение и сила тока зависят от многих факторов, например, длины, продолжительности молнии, размера облака, в котором она образовалась.
Как рассчитать температуру нагрева водоема при ударе молнии?
Разряд сопровождается выделением огромного количества энергии, которое достигает миллиарда джоулей. Яркое свечение свидетельствует о высокой температуре в канале молнии – около 30 000℃, а это в несколько раз больше температуры на поверхности Солнца.
Для оценки теплового действия электрического тока используют физический закон Джоуля-Ленца, который ученые установили независимо друг от друга в разное время:
Q = I2Rt, где Q – количество тепла, I – сила тока, R – сопротивление, t – промежуток времени
В качестве средней силы тока можно взять значение в 200 000 ампер. Промежуток времени – это продолжительность молнии – 0,2 секунды в среднем. Чтобы узнать сопротивление воды в пруду, необходимы его радиус, глубина и удельное сопротивление (50 Ом . м). Если принять глубину пруда за 1 метр, радиус за 25 метров, то сопротивление воды будет равно 0,025 Ом.
Молнии КататумбоКоличество выделенного тепла – 2,04 х 108 Дж. В пруду заданного размера масса воды составляет около 2 тонн, а ее удельная теплопроводность – 4200 Дж/(кг.℃). Зная все эти параметры, при помощи формулы удельной теплопроводности можно узнать, на сколько градусов нагреется вода в пруду, а именно – на 0,024℃.
Этот показатель слишком мал. Но если представить, что в пруд ударила более мощная молния (500 000 ампер) с максимальной продолжительностью (свыше 7 секунд), то вода нагреется примерно на 5℃. Примечательно, что, к примеру, на Юпитере молнии появляются намного реже, однако они гораздо мощнее земных. Такой разряд мог бы нагреть воду на 25℃.
Вышеуказанные расчеты являются лишь приблизительными, так как имеют массу погрешностей. Следует учитывать испарение воды в момент удара молнии, медленное распространение нагрева и другие факторы. Поэтому, если разряд попадет в пруд, вода в нем нагреется несущественно.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Электромагнитный импульс, уничтожающий цивилизации — Ядерная энергия — LiveJournal
В интернете можно регулярно встретить страшилки по поводу разрушительного действия электромагнитных импульсов (ЭМИ), особенно — от ядерного оружия.
Ядерный взрыв Kingfish, в ходе серии высотных подрывов Operation Fishbowl, в которой и были открыты необычно высокие уровни ЭМИ от высотных ядерных взрывов.
Что-то типа таких текстов:
“При высотном ядерном взрыве, возникает электромагнитный импульс огромной мощности, выводящий из строя электронное оборудование на расстоянии десятков километров. Т.е. все современное вооружение (кроме, конечно, автоматов Калашникова) в этой зоне превращается в хлам. Правильнее будет сказать — в хлам превращается вся их высокотехнологичная электронная начинка. Наша инфраструктура особенно городская настолько уязвима, что при ее крахе человеку в городе не выжить, во всяком случае большинству. Ведь город не производит продуктов, постоянно требует энергию как электрическую так и топливо, плюс непрерывная поставка воды обслуживание канализации. Отсутствие электричества и топлива приведет к остановке накачивающей гидросистемы, продукты будут портится и исчезнет водопровод. Осознав что положение безвыходно люди побегут из города, но уже будет поздно. Забастовки и митинги голодных людей. Погромы и грабежи магазинов, складов, богатых домов и началась анархия. Картина получается мрачная, но потенциальная возможность такого развития сюжета должна быть просчитана соответствующими ведомствами.”
Или вот
Однако даже если этого не произойдет, но ЭМИ-ракета упадет где-либо в США, это уничтожит до 90% американского населения. Бывший сотрудник ЦРУ пояснил, что в результате электромагнитного удара электроника будет выведена из строя, произойдут массовые аварии. Гражданские самолеты, которые одновременно находятся в небе и перевозят около 500 000 человек, упадут, приведя к смертям не только пассажиров, но и всех, кто пострадает от серии катастроф. Также такой импульс полностью уничтожает запасы продовольствия. В итоге через год лишь 10% от нынешней численности населения США выживет, отметил бывший сотрудник ЦРУ.
Давайте же сегодня посмотрим на дьявольское отродье — ядерное электромагнитное оружие, его физику и реальные возможности.
Этот взрыв не имеет отношения к сегодняшней теме, но мне просто очень нравятся различные фоточки ядерных испытаний, сохраненные с сайта LANL
Начать, пожалуй надо с того, что же это такое — ЭМИ. По сути это что-то сильной фотовспышки в радиодиапазоне. Но в отличии от аналогии в лоб ЭМИ опасен не только перегрузкой радиоприемников (что-то вроде “зайчиков в глазах”) но и свойством высаживать свою электромагнитную энергию на всем проводящем. В частности, в пострадавших оказываются длинные проводные линии — электропитания и связи, радиоэлектронные устройства, не готовые к заряду бодрости в антенну и в целом, вся электроника, не защищенная хоть какими-то инженерными ходами.
Физики высотного ядерного ЭМИ, к сожалению, несколько сложнее того, что можно изложить в посте, и имеет несколько различных компонентов. А целом амплитуда от времени (в логарифмических координатах, обратите внимание) выглядит как на картинке выше. Шикарное изложение физики явления можно подчерпнуть в статье человека, объяснившего это явление (в США) — Conrad Longmire.
Проблемой воздействия ЭМИ на электрику и электронику занимается целая отдельная наука и на деле вопрос этот весьма непрост и многогранен. При должном усердии очень нежный радиоприемный узел можно защитить так, что его будет проще уничтожить ядерным взрывом, чем электромагнитным импульсом ядерного взрыва. Эффекты зависят от всего — спектра конкретного ЭМИ, геометрии прибора, взаимного расположения, проводников вокруг, фазы луны и т.п. и т.д. Уже поэтому очень большим преувеличением является огульное утверждение, что какой-бы там не был ЭМИ способен уничтожить (локально) цивилизацию — результат будет, натурально, непредсказуем.
Самый подробный анализ воздействия ЭМИ, и не только высотных ядерных, на жизнь страны я нашел в документе FAS, хотя, как мне кажется, он слегка загнут в алармискую сторону.
Тем не менее кое какие оценки сделать можно и полезно. Основные две характеристики ЭМИ, которые нам понадобятся — это его протяженность во времени (длительность) и амплитуда, выражаемая обычно в напряженности электрической компоненты электромагнитного поля в вольтах на метр.
С амплитудой, надо думать, все более менее понятно — чем больше молоток, тем больше от него дыры в стене. Характерные значения напряженностей, которые что-то могут повредить начинаются с 5 кВ/м, 50 кВ/м считается пределом для ядерного ЭМИ (об этом ниже), ЭМИ-оружие (без ядерного заряда) способно создавать амплитуды до 200 кВ/м. Чем короче ЭМИ, тем серьезнее проблемы защищающейся стороны. Вызвано это как ростом мгновенной мощности при неизменной энергетике, так и тем, что коротковолновые составляющие лучше проникают в здания и корпуса приборов, лучше “осаживаются” на проводники.
На электронику и электрику ЭМИ воздействует несколькими способами. Во-первых на различных проводниках схемы возникают перенапряжения — от десятков вольт до киловольт, а для длинных, неудачно расположенных ЛЭП — до мегавольтов. Перенапряжения могут привести к пробою различных элементов схем/систем, особенно там, где нет схемотехнических защит специальными быстродействующими полупроводниковыми устройствами. Здесь опять важна краткость ЭМИ — чем он длиннее, тем больше энергии будет просто рассеяно в проводниках и меньше амплитуды перенапряжений. 2.
Кочующее из публикации в публикацию изображение электромагнитного оружия. Здесь набор конденсаторов создает импульс тока во взрывомагнитном генераторе первой ступени, который создает импульс тока мегаамперного уровня во втором ВМГ, который в свою очередь создает мегаамперный импульс при сотнях киловольт в СВЧ генераторе-виркаторе
Прежде, чем перейти, наконец, к ядерным взрывам — несколько цифр:
ЭМИ от молний имеет длительность в районе 1 миллисекунды и амплитуду до 10 кВ/м в непосредственной близости от молнии и 1-2 кВ/м в сотне-другой метров. ЭМИ от оружия создает напряженность до 100 кВ/м (200, насколько я понимаю — все же лабораторный предел) в объеме нескольких метров и до 1 кВ/м в сотне метров от точки подрыва и может иметь длительность в 100-200 микросекунд.
Итак, высотный ядерный взрыв (ВЯВ) и его легендарный ЭМИ. Что мы могли бы ожидать изначально? Ядерный взрыв в плане энерговыделения гораздо быстрее любой взрывчатки примерно в 1000 раз. Ядерный взрыв мощнее любой взрывчатки в тысячи и миллионы раз. Означает ли это, что ЭМИ от ВЯВ — это просто дубина побольше?
Характеристики различных ЭМИ.
Вопреки первой интуитивной догадке, в высотном ядерной взрыве непосредственно не генерируется значительных электромагнитных всплесков. Немножко разлетающейся плазмы от бывшей бомбы, море рентгеновского излучения при остывании плазмы, и немножко первичного гамма-излучения от цепной ядерной энергии — вот и все, что по сути дает ядерный взрыв в космосе, над атмосферой.
Пшик? Ничего не вышло? Но обратите внимание за улетевшим жестким гамма-излучением, унесшим жалкие 0,1-0,2% от полной мощности взрыва.
Со скоростью света очень короткий (несколько наносекунд) и отсюда крайне мощный импульс гамма-излучения распространяется в сторону поверхности и на высоте ~30 км начинает активно поглощаться плотнеющей атмосферой. Гамма-кванты выбивают электроны из воздуха и разгоняют их до приличной энергии за счет эффекта Комптона. Электроны выбивают следующие, те — еще, и в итоге на всей засвеченной площади атмосферы за наносекунды возникает невероятное количество свободных электронов, в целом движущихся в том же направлении, что и исходное излучение.
Наверное впечатляющее зрелище.
Здесь в игру вступает магнитное поле Земли. Все наши новорожденные электрончики начинают синхронно заворачивать в магнитном поле и за счет эффекта циклотронного резонанса излучают импульс электромагнитного излучения. Его длительность — десяток наносекунд, а амплитуда — 20…50 кВ/м, но он излучается не в точке. Он излучается всем небом на тысячи километров вокруг эпицентра ВЯВ.
Моделирование распределения амплитуды ЭМИ от высотного ядерного взрыва (высота подрыва 100 км). Даже в ~700 км от эпицентра энерговыделение еще приличное. Взаимодействие с магнитным полем земли рисует этот своеобразный «смайлик».
Зависимость радиуса действия ЭМИ от высоты подрыва. Впрочем, как можно догадаться, чем выше подрыв — тем больше должна быть энергетика ядерного боеприпаса, что бы воздействовать с той же силой.
Именно этот факт, наряду с очень короткой протяженностью во времени делает ЭМИ ВЯВ столь значительным оружием. Плотность энергии мало меняется на протяжении сотен километров от эпицентра, засвечивая сразу миллионы километров квадратных. Именно в таких условиях ЛЭП могут набирать мегавольты перенапряжения, а трансформаторы на их концах получать пробои изоляции обмоток. Все остальные классы повреждений — пробои на терминалах проводной связи, сгорающие тракты радиолокаторов и радиостанций, зависшие цифровые устройства тоже возможны.
Моделирование импульса тока, вызванного ЭМИ в 100 метрах воздушной линии, лежащей в меридональном направлении.
Однако, подождите. Физика ВЯВ, подарившая оружейникам столько впечатляющую игрушку диктует и ее ограничения. Обладая импульсом гамма излучения с известной жесткостью и длительностью мы получаем логарифмическую зависимость амплитуды ЭМИ от мощности. Мегатонная бомба даст 20 кВ/м, специально подготовленная 20 мегатонная — 50 кВ/м, с 300 мегатонн, пожалуй можно выжать 80, а десяток гигатонн… Так, стоп. Видя такую зависимость, инженеры “обороны” прочертили линию в 50 кВ/м, и выпустили в рамках “библии электромагнитной совместимости” IEC 61000 главы, посвященные ЭМИ ВЯВ, с помощью которого вполне возможно создавать оборудование, которое переживет это деструктивное воздействие как ни в чем не бывало. Причем не обязательно проектировать каждый сервер или принтер устойчивым к ядерному оружию, защищать можно сразу здание, его сети питания или связи. Например, от поражения по сетям питания можно использовать различное оборудование защищающее IEEE 587 class B+ — например для защиты оборудования по линиям питания 1, 2, защиты коаксиальных линий и т.п.
Самое важное для нас в этой картинке с моделированием ВЯВ — амплитуда ЭМИ ВЯВ логарифмически зависит от мощности жесткого гамма-излучения
Насколько, в итоге может оказаться разрушительным ЭМИ ВЯВ? Существует довольно много отчетов по этой тематике [1 , 2, 3] Наиболее короткое резюме из них выглядит так: при должном внимании к проектированию силовых и коммуникационных устройств ущерб от ЭМИ ВЯВ будет минимален или вообще нулевым. При этом существующая инфраструктура в США, скажем, по мнению авторов реализована довольно пестро — где-то защита реализована, где-то нет. Наибольшей, фактически 100% стойкостью, обладает инфраструктура военных, затем идут высоковольтные ЛЭП, хорошо защищенные ограничителями перенапряжений, Tier 1 ЦОДы, ну а хуже всего защищено всякое рядовое оборудование — от магазинчиков до домашних телевизоров.
Воздействие эмитатором ЭМИ ВЯВ на телекоммуникационную плату (сама плата выключена) — виден пробой каких-то элементов возле розетки, куда приходят провода. Надо полагать, что массовой жертвой могут пасть трансформаторы в разъемах Ethernet.
Исследования американской лаборатории ORNL, например, показывают, что самыми уявзвимыми на высоковольтных подстанций оказываются не трансформаторы и ЛЭП (защищенные ограничителями перенапряжений), о которых много говорят в прессе, а измерительное оборудование и низковольтные кабели к системе управления.
Впрочем, судя по оговоркам вывод о слабости холодильников к поражению ядерными ЭМИ сделан прежде всего в силу невозможности нормального анализа по этому классу целей — еще раз напомню, что реальное поражение будет зависеть от всего на свете: как расположен прибор относительно точки подрыва, какой длины провода питания и проложены ли они под землей или в воздухе, есть ли грозозащитные устройства, из чего сооружен дом и т. п. и т.д. Невозможность расчета оставляет пространство для субьективности — если в отчете надо нагнать ужаса, пишем о критической незащищенности, надо добиться выделения денег — пишем о необходимости все посчитать, а если мы военные, то считаем что все граждане с неправильными холодильниками умрут и исходим из этого. Мы же военные.
Из чтения фактологии анализов устойчивости к ЭМИ можно сделать такой вывод — “противник” (ЭМИ ВЯВ) хорошо известен, методы защиты от него отработаны и внедрены как минимум на части критичной инфраструктуры, которая и переживет удар. Да, потери возможны, но шансы “отправиться в каменный век”, невысоки.
Интересный вывод можно сделать, рассматривая спектр ЭМИ ВЯВ. В районе 1 ГГц спектральная плотность падает к максимуму на 3 порядка, т.е. антенны всякой цифровой радиосвязи (начиная от 433 МГц) будут набирать вольты или десятки вольт непосредственно в тракт на частотах где есть хорошее согласование и низкий ксв и вполне возможно не пострадают совсем.
Но что, если все эти стандарты условий ЭМИ, для которых создано оборудование защиты недооценивают ЭМИ ВЯВ?
Вернемся к физике: для увеличения поражающего эффекта нужно либо усиливать выход жесткого гамма-излучения ядерного взрыва, либо укорачивать его импульс (не потеряв в мощности) — только так можно увеличить амплитуду ЭМИ, генерируемого атмосферой. Казалось бы, выход гамма-излучения, рождающегося в процессе деления ядер надкритичной системы жестко “запрограммирован” физикой явления. Любая другая энергия, которую мы можем взять от ядерного взрыва неизбежно релаксирует в материале бомбы и выделяется в виде жесткого рентгена — но эти “жесткие” 10 кЭв слишком мягкие на фоне 1,5 МэВ средней энергии гамма-излучения, чтобы родить достаточно электронов в атмосфере.
Любая другая, кроме термоядерных нейтронов, рожденных в реакции D+T->He4 + n. Нейтрон здесь имеет энергию 14,7 МэВ и имеет на порядки бОльший пробег в бомбе, чем любые другие частицы. Эффективно конвертировать эту энергию в гамма-излучение можно с помощью неупругого рассеяния — процесса кратковременного захвата нейтрона ядрами материи, после чего нейтрон переизлучается, а ядро остается в возбужденном состоянии, которое сбрасывается с помощью гамма-квантов. Если облучать потоком быстрых нейтронов относительно легкие ядра (например, углерод, кислород или азот), то часть энергии будет конвертироваться в поток жестких гамма-квантов. Наилучшие результаты даст жидкий или твердый кислород, но и гораздо более банальный углерод будет тоже ничего — 10-20% энергии нейтронов выделяться в виде гамма квантов с средней энергией в 4,2 МэВ. Да, выделение энергии будет идти не несколько наносекунд, а скорее несколько десятков наносекунд, но появляется возможность поднять кпд генерации гамма-излучения в ~100 раз.
1 мегатонна “стандартного” боеприпаса при высотном ядерном взрыве дает около 1 килотонны в виде гамма-излучения. В “нейтронно-углеродном” боеприпасе для генерации 1 кт гаммы нужно всего 12 кт термоядерной энергии, а с трех мегатонн можно снять до 250 кт гамма-излучения, втрое более жесткого, хоть и более растянутого во времени. Такое устройство может быть гораздо более разрушительно, чем то, что мы обсуждали выше — пускай амплитуда ЭМИ вырастет не кардинально выше (хотя, возможно, можно побороться и за 100 кВ/м), энергетика импульса, а значит и деструктивное воздействие на электронику изменится кардинально.
Впрочем, есть одно но. Описанный выше боеприпас должен работать на дейтерий-тритиевой смеси, и стандартный LiD не подойдет (т.к. LiD “горит” в виде цепочки, потребляющей собственные нейтроны и выход их наружу невелик по сравнению с общей мощностью). На 1 мегатонну нужно 24 кг трития, при том, что весь гражданский его запас в мире составляет около 30+ кг и, видимо, заметно превосходит запасы военных. Последний вывод можно сделать из сопоставления пары сотен мегаватт тяжеловодных реакторов на Маяке и сложной истории с получением трития из литиевых мишеней на реакторе Watts Bar-1 в США в сравнении с десятками гигаватт (тепловых) реакторов CANDU, на которых получается “гражданский” тритий.
Отсюда можно сделать вывод, что ЭМИ ВЯВ боеприпасы сделанные по принципу конверсии ТЯ-нейтронов вряд ли существуют в реальности, а значит разработчики стандарта IEC 61000 могут спать спокойно. Пока.
Некоторые полезные источники
High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid https://www.eiscouncil.org/App_Data/Upload/9b03e596-19c8-49bd-8d4e-a8863b6ff9a0.pdf
High-Frequency Protection Concepts for the Electric Power Grid https://www.eiscouncil.org/App_Data/Upload/de2ca832-e989-49aa-a28e-b74e40d2638a.pdf
Michael Sirak, “U.S. vulnerable to EMP Attack,” http://www.janes.com/defence/news/jdw/jdw040726_1_n.shtml
(HEMP) and High Power Microwave (HPM) Devices: Threat Assessments https://fas.org/sgp/crs/natsec/RL32544.pdf
https://ak-12.livejournal.com/86608.html?thread=3501648#t3501648
Сколько электричества содержит молния? — Специалисты по энергетике
На прошлой неделе я написал статью, в которой кратко обсуждался кто изобрел электричество?
В этой статье я рассказал о Бенджамине Франклине (нет, он не изобрел электричество), который во время грозы отправил в небо воздушного змея с помощью лейденской банки для сбора окружающей энергии в небе.
Это заставило меня задуматься о молнии!
И я нашел потрясающую информацию об этом.
Например, знаете ли вы, что одна молния выделяет в пять раз больше тепла, чем солнце?
Что?!
Это много энергии, учитывая, что 40 минут солнечного света содержат достаточно энергии, чтобы удовлетворить все потребности Земли в энергии в течение всего года.
Или, выражаясь более научно, солнце высвобождает энергию с коэффициентом преобразования массы в энергию, равным 38 460 септиллионов ватт в секунду.
Лейденская банка — это банка, которая захватывает и сохраняет электрический заряд высокого напряжения между электрическими проводниками внутри и снаружи стеклянной банки.1 000 000 000 000 000 000 000 000
Так выглядит септиллион.
Молния, по оценкам, содержит более одного миллиарда вольт электричества. Это огромное количество энергии. Чтобы перевести это, один разряд молнии имеет достаточно энергии, чтобы питать небольшой город в течение всего дня!
Удивительно, но вся эта энергия поражает в течение 50 микросекунд.
Чтобы сделать его более интенсивным, разряд молнии к моменту удара о Землю становится чрезвычайно узким, где-то между 1-7 дюймами в диаметре.
Столько концентрированной энергии, так быстро!
Тогда я спросил себя, что произойдет, если в яйцо ударит молния?
Знаю, это звучит безумно, но, видимо, я не первый, кто задает этот вопрос. Я не шучу, на Reddit есть целая ветка о шансах молниеносно приготовить яйцо до точки потребления.
Сколько раз молния ударяет в землю?
Молния ударяет в Землю около 100 раз каждую секунду. Это около трех миллиардов молний в год!
Эти десять городов испытывают наибольшую плотность молний в США:
1. Грин-Ривер, Вайоминг,
2. Рок-Спрингс, Вайоминг,
3. Дикинсон, Северная Дакота,
4. Pierre, SD
5. North Platte, NE
6. Vernal, UT
7. Huron, SD
8. Spearfish, SD
9. Kirksville, MO
10. Hays, KS
Использование электричества
Можете ли вы улавливать электричество молнии и преобразовывать его в форму, пригодную для использования… вашим мобильным телефоном, лампочками или производственным предприятием?
Концепция существует, но, по данным Массачусетского технологического института, она создает множество проблем, которые еще не решены. Согласно опубликованной ими бумаге:
«Высокие металлические стержни, торчащие высоко над землей, сделают свое дело, вытягивая любые электрические заряды из атмосферы и направляя их в помещение. Но также необходимо будет создать надежные и надежные механизмы безопасности, чтобы немедленно сдержать огромный выброс энергии и не допустить, чтобы весь комплекс разлетелся на куски».
MIT Engineering
Хотя мы еще не разработали способ использования электричества, содержащегося в молнии, мы разработали способы получения энергии из многочисленных источников энергии, которые нас окружают.
В природе, куда бы вы ни посмотрели, работает электричество, нужно просто использовать эту силу.
Самые популярные источники природной энергии
- Солнечная энергия
-
- Гидроэнергетика
- Энергия приливов
- Геотермальная энергия
- Энергия биомассы
По мере роста спроса на электроэнергию все больше и больше предприятий устанавливают цели в области экологически чистой энергии или возобновляемых источников энергии. Установка собственных средств производства возобновляемой энергии, таких как солнечные панели, — это не только большие инвестиции, но иногда может быть сложно компенсировать все ваши потребности в энергии.
По этой причине Energy Professionals сотрудничает с компаниями, занимающимися возобновляемыми источниками энергии, поставщиками экологически чистой энергии, а также ветряными и солнечными фермами в местных сообществах, чтобы помочь предприятиям, занимающимся возобновляемыми источниками энергии, получать энергию из производства возобновляемой энергии.
Чтобы узнать больше о наших программах по возобновляемым источникам энергии, свяжитесь с нами по телефону: (844) 674-5465
И, поскольку мы говорим о молнии, я решил включить бонусное видео десяти десяти зарегистрированных ударов молнии. Пекос Хэнк, который гоняется за молнией более 20 лет. Каждый из десяти ударов был захвачен им.
James Lightning
Старший редактор Energy Professionals
[email protected]
(844) 674-5465
Найти более низкие тарифы на электроэнергию
Инженерная школа Массачусетского технологического института | » Есть ли способ использовать электричество от молнии?
Есть ли способ использовать электричество от молнии?
Конечно, это возможно. Но, возможно, это того не стоит…
Сара Дженсен
«Бенджамину Франклину очень повезло, что в его воздушного змея не ударила молния, — говорит Джеймс Киртли, профессор электротехники Массачусетского технологического института и специалист по электрическим машинам и энергетике. системы. Средний удар молнии содержит около 1 миллиона джоулей, достаточно энергии, чтобы поджарить отца-основателя в его сапогах. «Типичный дом в США имеет ток 100 ампер или около 28 лошадиных сил, — говорит Киртли. К сожалению, полагаться на молнии для питания наших фенов, телевизоров и холодильников было бы далеко не рентабельно. Проблема в том, что энергия молнии содержится в очень коротком промежутке времени, всего в несколько микросекунд. Кроме того, чтобы получить этот 1 миллион джоулей, нужно было бы работать с напряжением в несколько миллионов вольт.
Поглощение молнии и преобразование ее в полезную энергию было бы чрезвычайно сложной задачей, объясняет Киртли.
И поскольку вы никогда не знаете, будет ли предстоящий удар молнии нести положительный или отрицательный заряд, конденсаторы и выпрямители также потребуются для выравнивания токов входящих ударов. «Вам понадобится какой-то механизм, чтобы положительный заряд одного болта не компенсировал отрицательный заряд другого», — объясняет Киртли. Кроме того, определение наиболее практичных мест для объектов захвата может привести к огромному количеству проблем. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований, молния ударяет где-то на земле примерно 44 раза в секунду, но большинство этих ударов происходит в тропиках и отдаленных горных районах. Строительство современного объекта преобразования и хранения энергии в таких условиях было бы чрезвычайно сложным. Распределение этой энергии в более густонаселенных районах добавит еще больше логистических и экономических проблем.
Киртли по-прежнему надеется, что проблемы захвата молнии — если не его экономическая осуществимость — когда-нибудь будут решены. «Тот факт, что мы не используем молнию сейчас, не означает, что какой-нибудь умный инженер однажды не поймет, как это сделать», — говорит он. Но даже при 1 миллионе джоулей типичный удар молнии содержит только около ¼ киловатт-часа мощности, чего недостаточно, чтобы сильно повлиять на наш счет за электроэнергию.