Kako strelo uporabiti za pridobivanje energije?

O naravnih pojavih. Kaj je ...? Kakšen je...?
Odgovori
Rozman
Prispevkov: 1284
Pridružen: 6.10.2005 14:50
Kraj: Tržič
Kontakt:

Kako strelo uporabiti za pridobivanje energije?

Odgovor Napisal/-a Rozman » 2.6.2014 14:24

Kitajski znanstveniki z univerze v Lanzouju so v zadnjem času posneli več slik strel z dvema kamerama ( prva 3000 črno belih posnetkov na sekundo in druga pa 50 barvnih posnetkov). Literatura o strelah pa pravi, da nikjer v atmosferi med oblaki ni bilo izmerjenih tako visokih elektrostatičnih napetosti, ki bi lahko povzročili tako obsežne električne preboje skozi ozračje, kot jih opazimo v obliki strele. Kaj se torej dogaja?

Nevihtne razmere v ozračju ustvarjajo množico nabitih delcev – ionov in elektronov. Ioni in elektroni se v prostoru gibljejo naključno, zato so tudi njihova električna in magnetna polja usmerjena naključno v vse smeri.

Dogodi pa se, da se zaradi termičnih gibanj včasih gruča elektronov naključno za kratek čas giblje v isto smer. Ta gibanja elektronov na opazovani mikrolokaciji predstavlja majhen električni tok. Električni tok okrog sebe ustvari komaj zaznavno magnetno polje, kot to prikazujejo črtkane krožnice na sliki.
Slika
Če so v bližini tega pojava drugi elektroni, tako ustvarjeno magnetno polje vpliva nanje ter jim spremeni smer in hitrost gibanja. Magnetno polje na elektrone v okolici deluje takó, da skuša ohranjati tok omenjenih elektronov. Na mesta, kjer so se v gruči gibali izhodiščni (naključni) elektroni, skuša v isti smeri nastalo magnetno polje pritegniti tudi druge elektrone. Magnetno polje v nasprotni smeri puščic pritegne tudi ione. Ioni in elektroni s svojim gibanjem ohranjajo ali skušajo ohraniti električni tok v simetrali magnetnega polja. Elektroni in ioni se med seboj privlačijo s tem pa pospešujejo, dokler ne trčijo in se spojijo v atom. Medsebojno privlačenje in pospeševanje elektronov in ionov pomeni krepitev električnega toka, ojačitev toka pa posredno pa tudi povečevanje magnetnega polja.

Močnejše magnetno polje v proces privablja vse več elektronov in ionov. Ustvarijo se pogoji za vse večji tok elektronov in še večje magnetno polje. Večina takih mikro praznjenj se kljub temu konča v nekaj mikrosekundah na nekaj mikrometrih, saj pogosto nimajo pogojev, da bi se razširila na večje področje. Včasih pa take razmere v magnetno polje privabljajo vse več elektronov in ionov in se napetost in tok kar naprej krepita. Večanje energije po premici nad in pod nastalim procesom se lahko razširja na poljubnih razdaljah na vsej poti strele.

Postopek, ki je prikazan na sliki lahko vzpodbujamo tako, da na primer na simetralo tega pojava nastavimo kovinsko ost, ki je sposobna odvajati elektrone (ozemljena). S tem tok elektronov dodatno okrepimo in povečamo verjetnost udara strele v strelovod. Strela bo udarila v strelovod seveda le v primeru, če se naključno neposredno točno nad strelovodom začne proces, ki je prikazan na sliki.

Strele pa lahko prožimo tudi sami. Ni nam namreč treba čakati, da se bo slučajno začel na sliki prikazan proces naključnega gibanja gruče elektronov v isti smeri. Strele lahko ustvarimo sami tako, da namestimo top elektronov, ki bo izmetaval elektrone in s tem ustvarjal električni tok, kot ga na svojem izvoru (embriu) potrebuje strela.

Proženje strele s pomočjo elektronskega topa bo seveda uspešno le v primeru, ko je ozračje močno ionizirano. Le v takem primeru se bodo na snopu izstreljenih elektronov z medsebojnim združevanjem elektronov in ionov začel večati električni tok in ustvarili strelo. Razumevanje nastanka strele pa je lahko povod za razmišljanje o uporabi strele za pridobivanje energije.

Uporabniški avatar
vojko
Prispevkov: 10433
Pridružen: 29.5.2004 15:18
Kraj: LIMBUŠ
Kontakt:

Re: Kako strelo uporabiti za pridobivanje energije?

Odgovor Napisal/-a vojko » 2.6.2014 15:53

Rozman napisal/-a:Kitajski znanstveniki z univerze v Lanzouju so v zadnjem času posneli več slik strel z dvema kamerama ( prva 3000 črno belih posnetkov na sekundo in druga pa 50 barvnih posnetkov). Literatura o strelah pa pravi, da nikjer v atmosferi med oblaki ni bilo izmerjenih tako visokih elektrostatičnih napetosti, ki bi lahko povzročili tako obsežne električne preboje skozi ozračje, kot jih opazimo v obliki strele. Kaj se torej dogaja?

Nevihtne razmere v ozračju ustvarjajo množico nabitih delcev – ionov in elektronov. Ioni in elektroni se v prostoru gibljejo naključno, zato so tudi njihova električna in magnetna polja usmerjena naključno v vse smeri.

Dogodi pa se, da se zaradi termičnih gibanj včasih gruča elektronov naključno za kratek čas giblje v isto smer. Ta gibanja elektronov na opazovani mikrolokaciji predstavlja majhen električni tok. Električni tok okrog sebe ustvari komaj zaznavno magnetno polje, kot to prikazujejo črtkane krožnice na sliki.
Slika
Če so v bližini tega pojava drugi elektroni, tako ustvarjeno magnetno polje vpliva nanje ter jim spremeni smer in hitrost gibanja. Magnetno polje na elektrone v okolici deluje takó, da skuša ohranjati tok omenjenih elektronov. Na mesta, kjer so se v gruči gibali izhodiščni (naključni) elektroni, skuša v isti smeri nastalo magnetno polje pritegniti tudi druge elektrone. Magnetno polje v nasprotni smeri puščic pritegne tudi ione. Ioni in elektroni s svojim gibanjem ohranjajo ali skušajo ohraniti električni tok v simetrali magnetnega polja. Elektroni in ioni se med seboj privlačijo s tem pa pospešujejo, dokler ne trčijo in se spojijo v atom. Medsebojno privlačenje in pospeševanje elektronov in ionov pomeni krepitev električnega toka, ojačitev toka pa posredno pa tudi povečevanje magnetnega polja.

Močnejše magnetno polje v proces privablja vse več elektronov in ionov. Ustvarijo se pogoji za vse večji tok elektronov in še večje magnetno polje. Večina takih mikro praznjenj se kljub temu konča v nekaj mikrosekundah na nekaj mikrometrih, saj pogosto nimajo pogojev, da bi se razširila na večje področje. Včasih pa take razmere v magnetno polje privabljajo vse več elektronov in ionov in se napetost in tok kar naprej krepita. Večanje energije po premici nad in pod nastalim procesom se lahko razširja na poljubnih razdaljah na vsej poti strele.

Postopek, ki je prikazan na sliki lahko vzpodbujamo tako, da na primer na simetralo tega pojava nastavimo kovinsko ost, ki je sposobna odvajati elektrone (ozemljena). S tem tok elektronov dodatno okrepimo in povečamo verjetnost udara strele v strelovod. Strela bo udarila v strelovod seveda le v primeru, če se naključno neposredno točno nad strelovodom začne proces, ki je prikazan na sliki.

Strele pa lahko prožimo tudi sami. Ni nam namreč treba čakati, da se bo slučajno začel na sliki prikazan proces naključnega gibanja gruče elektronov v isti smeri. Strele lahko ustvarimo sami tako, da namestimo top elektronov, ki bo izmetaval elektrone in s tem ustvarjal električni tok, kot ga na svojem izvoru (embriu) potrebuje strela.

Proženje strele s pomočjo elektronskega topa bo seveda uspešno le v primeru, ko je ozračje močno ionizirano. Le v takem primeru se bodo na snopu izstreljenih elektronov z medsebojnim združevanjem elektronov in ionov začel večati električni tok in ustvarili strelo. Razumevanje nastanka strele pa je lahko povod za razmišljanje o uporabi strele za pridobivanje energije.
Mislim, da ti bodo bolj kvalificirano odgovorili fiziki na tem forumu. Toda po mojem vedenju je tvoj predlog tehnološko in tudi principielno neuresničljiv iz več vzrokov. Nekaj je naštetih spodaj:

A LIGHTNING strike is visibly spectacular and the power is stupendous – around 100,000 megawatts in vigorous storms. However, the duration of a lightning discharge is very short, of the order of 100 millionths of a second. So the energy involved is relatively modest, of the order of 108 joules, equivalent to about 30 kilowatt hours (kWh).

A typical household consumes between 5 and 10 kWh per day, so one lightning discharge would supply a home for only three to six days. Add to this the very erratic and random nature of lightning

and the enormous, if not impossible, engineering challenge of collecting and converting the
energy to a useful form, and its utilisation simply would not be a practical or a worthwhile enterprise.
++++++++++++++++


Will it ever happen? The answer, agreed by most of the 300 respondents, is a resounding no. The reasons are laid out below, but let’s not, er, steal their thunder.

There are a few outlier entries. François Eustache suggests replacing the kites with laser beams. The idea is to shine a laser beam into the storm clouds, ripping electrons from molecules in the air and creating a path of low electrical resistance down which the lightning can pass.

In 2012, a French group showed that this can work, at least with artificial lightning. If, in future, it became possible to direct lightning to static collectors, that might overcome one of the biggest problems of harvesting lightning – knowing where it will strike.

Rayson Lorrey from Rochester, Minnesota, has another plan. He’s given up on Earth in favour of Jupiter. “In 1997 the Galileo orbiter imaged lightning on Jupiter's night side and that finding has been confirmed many times,” he says. “Trailing an electrically conductive cable from a balloon through the immense and powerfully charged Jovian cloud system ought to provide plenty of current.” He suggests this may not as exciting as working with lightning. In what way, we wonder, is flying a balloon above Jupiter not exciting?

Future technology and other worlds aside, here are the best answers we received to this month’s question:

IF ALL its energy could be captured, an average lightning bolt would provide about 5 billion joules, equivalent to 0.85 barrels of oil. But there are problems capturing all of this, not least that the electrical energy arrives sporadically in time and place. It also delivers extremely high power, which makes capturing the energy problematic as any conductors must be able to carry high power without suffering damage – melting at high temperatures, for example.

The second problem is that when lightning strikes earth, much of the energy arrives not as electricity but as heat. This cannot be harvested directly as electricity can and could also damage equipment.

Once captured, the energy would have to be stored and released when needed, as is done with renewable energies such as wind and solar power. This adds extra planning and expense to the exercise, but it is possible. On smaller scales, such storage has been achieved with capacitors. On larger scales – in power stations, for instance – it is done with large rechargeable batteries, liquefying air or pumping water into hilltop reservoirs above hydroelectric power stations.

Capturing the energy in a lightning bolt has been achieved on small scales in labs, although the technology has not successfully scaled up. The main approach investigated is conducting electricity via rods and towers. Although a kite could function in a similar fashion, it may not be able to bear the weight of the conductor. Another approach would be to use the energy to heat water and use this in turn to generate electricity, but this would be less efficient.

As to whether lightning strikes anywhere consistently enough to make it a viable power source, the best location is in the east of the Democratic Republic of the Congo, near Kifuka. Here, every year about 158 strikes take place per square kilometre. If all of the energy from these strikes was captured with 100 per cent efficiency over an area of 5 square kilometres, it would supply only 236 average UK homes.

The Empire State Building in New York City is struck about 23 times a year. If this energy could all be collected, it would be equivalent to about 20 barrels of oil. Although this is a very small amount of energy, if similar amounts could be harvested by all tall buildings, it might be a useful contributor to their own power demands, in much the same way as solar panels and wind turbines.

Rozman
Prispevkov: 1284
Pridružen: 6.10.2005 14:50
Kraj: Tržič
Kontakt:

Re: Kako strelo uporabiti za pridobivanje energije?

Odgovor Napisal/-a Rozman » 2.6.2014 16:41

Vojko, hvala za odlične reference. Idejo pridobivanja energije iz strel bi morali z meritvijo preveriti. Vprašanje koliko energije lahko iz strel pridobimo je, kako pogosto lahko z elektronskim topom sprožimo strelo. Če bi bilo to pogosto, na primer vsakih nekaj sekund eno strelo, bi na ta način v času nevihte lahko dobili kar nekaj energije. V naelektrenem zraku je namreč veliko energije. Moj namen je bil predvsem opozoriti na učinkovit način proženja strel z elektronskim topom, ki ga v literaturi še nisem zasledil.

Olgadiz
Prispevkov: 85
Pridružen: 27.8.2017 13:57

играть на деньги в игровые автоматы ешки онлайн бесплатно без регистрации

Odgovor Napisal/-a Olgadiz » 1.9.2017 0:53

Предлагаем узнать про Kvarkadabra forum - Napisi odgovor !
Здравствуйте! Мы (Официальное казино Вулкан) предоставляем игровые автоматы вулкан регистрация https://igrovieavtomati.vip/ и играть в аватарию в вк на новейшем клубе vip igrovieavtomati. Так-же постоянно играть на виртуальные деньги в казино! Приятного отдыха.. Играй как хочешь, бесплатно или на деньги, получай бесплатно подарки прямо сейчас! >>> УЗНАЙ ПОДРОБНЕЕ ПРО Kvarkadabra forum - Napisi odgovor ЗДЕСЬ <<<!

Olgadiz
Prispevkov: 85
Pridružen: 27.8.2017 13:57

играть на деньги в игровые автоматы ешки онлайн бесплатно без регистрации

Odgovor Napisal/-a Olgadiz » 1.9.2017 0:55

Предлагаем узнать про Kvarkadabra forum - Napisi odgovor !
Здравствуйте! Мы (Официальное казино Вулкан) предоставляем игровые автоматы вулкан регистрация https://igrovieavtomati.vip/ и играть в аватарию в вк на новейшем клубе vip igrovieavtomati. Так-же постоянно играть на виртуальные деньги в казино! Приятного отдыха.. Играй как хочешь, бесплатно или на деньги, получай бесплатно подарки прямо сейчас! >>> УЗНАЙ ПОДРОБНЕЕ ПРО Kvarkadabra forum - Napisi odgovor ЗДЕСЬ <<<!

Odgovori

Kdo je na strani

Po forumu brska: Google [Bot] in 2 gostov