Процесс образования молнии

Молния -— гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.

Процесс образования молний весьма сложен. Изначально из наэлектризованного облака к земле устремляется разряд-лидер, который был сформирован электронными лавинами, слившимися в разряды (стримеры). Этот разряд оставляет за собой горячий ионизированный канал, по которому в обратном направлении движется главный разряд молнии, вырванный с Земли мощным электрическим полем. За доли секунды процесс повторяется несколько раз. Основная проблема – это поймать разряд и перенаправить его в сеть.

Как известно, молнии делятся на два «зеркальных» типа: одни вызываются отрицательными разрядами, которые накапливаются в нижней части грозового облака, а другие – положительные, собирающиеся в его верхней части. Второй тип встречается от 4 (в умеренных широтах) до 17 (в тропических широтах) раз реже, чем разряды первого типа. Данный фактор очень важен при проектировании и построении сборщиков небесного электричества.

Возможные перспективы

Молния имеет крайнеогромный энергетический потенциал.Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10-500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт. Мощность разряда — от 1 до 1000 ГВт. Количество электричества, расходуемого молнией при разряде — от 10 до 50 кулон. Предположительно, одного заряда молнии хватит, чтобы зарядить большую страну (например, США) на 20-30 минут времени.

Как известно, на планете в любой момент времени происходит около 1500-3000 гроз, что подталкивает к освоению молнии как источника энергии. Если посмотреть на мировую карту частоты молний (см. рис. 5в приложении), то можно обнаружить, что только в Центральной Африке приходится на квадратный километр около 70 молний в год. Но нужно учитывать, что в тропиках и ближе экватору большая часть молний возникает между облаками или разными частями одного облака, а в умеренных широтах значительную долю общего числа зарядов молний составляют разряды, приближенные к земле. Следовательно, и в России есть возможность собирать данный вид энергии, да и в Центральной Африке, несмотря на сложности, за счет большого кол-ва молний в год.

Устройства, которые смогут вырабатывать электричество таким способом, могут быть молниеотводы, снабженные гигантскими наборами суперконденсаторов и преобразователей напряжения. По некоторым данным, если построить около 100 таких сборщиков молнии по всей земле, то можно было бы снабжать электричеством всю планету.

Предполагаются также и другие накопители - от подземных резервуаров с металлом, который плавился бы от молний, попадающих в молниеотвод, и нагревал бы воду, чей пар вращал бы турбину, до электролизеров, разлагающих разрядами молний воду на кислород и водород. Но данные вариантыкажутся слишком сложными для осуществления. Успех возможен с более простыми системами.

Следовательно, теоретически, грозовая энергетика может стать еще одним эффективным источником энергии. Исследования в данной области энергетики должны еще проводиться, а технологии совершенствоваться. В будущем будет понятно, следует ли использовать молнии в качестве электричества или нет.

Инфракрасное излучение как источник энергии

Особенной возобновляемой энергией может оказаться инфракрасное излучение.Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света и микроволновым излучением.