ЭНЕРГИЯ ЗА СЧЕТ ГРОЗОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 537

Технические науки

Туев Денис Дмитриеви ч, студент Самарский государственный технический университет,

г. Самара, Россия

ЭНЕРГИЯ ЗА СЧЕТ ГРОЗОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Аннотация: Грозы - это атмосферное явление, при котором электрические разряды происходят внутри облаков или между ними и поверхностью земли - молния сопровождается ураганным ветром и громом при сильном дожде.

Ключевые слова: грозовая энергетика, грозовая электростанция, разряд.

Abstract: A thunderstorm is an atmospheric phenomenon in which electrical discharges occur inside clouds or between them and the surface of the earth -lightning is accompanied by hurricane wind and thunder in heavy rain.

Keywords: thunderstorm energy, gas power plant, discharge.

Удар молнии - это электрический разряд, который в больших количествах накапливается в облаках. Из-за воздушного потока во время грозы положительные и отрицательные заряды накапливаются и разделяются (рисунок 1).

Процесс разряда можно упростить следующим образом: сначала из облака на землю посылается основной разряд, который создает термионный канал, по которому основной разряд молнии движется в противоположном направлении и вырывается из верхних облаков нашей планеты через сильное электрическое поле (рисунок 2).

Это действие можно повторить несколько раз подряд в течение нескольких секунд. Разность потенциалов между двумя концами молнии может

достигать 1-2,5 млн В, а ток в канале разряда может достигать до 20кА, а в некоторых случаях и до 200кА [1].

Рисунок 1 - Развитие тепловых гроз [2]

Рисунок 2 - План развития наземной молнии: а, Ь- двухступенчатый лидер; 1 - облако; 2-стример; 3-канал лидера шага; 4-корона канала; 5-импульсная корона на головной части канала; с-формирование основного канала молнии (К)

Грозовая энергетика - это метод использования энергии путем улавливания, перенаправления и преобразования энергии разряда молнии в электрическую сеть. Сегодня концепция грозовой энергетики еще не полностью сформирована, и это направление альтернативной энергетики считается достаточно перспективным.

Привлекательность энергии грозы обусловлена многими факторами:

- Значительный энергетический потенциал ресурсов (мощность выброса чистой энергии составляет около 5 млрд Дж);

- Неисчерпаемые ресурсы;

- Экологическая чистота ресурсов.

Идея использования атмосферного электричества для промышленных нужд далеко не нова. Это было высказано американским исследователем Махлоном Лумисом в 1870-х годах. Никола Тесла изучал фактическое использование энергии грозового разряда в начале прошлого века. Его идея легла в основу электростанции, которая была предложена Alternative Energy Holdings в 2006 году. Компания объявила об успешном тестировании прототипа модели, который может продемонстрировать возможность "захвата" молнии для дальнейшего преобразования в электрическую энергию. Компания также объявила, что срок окупаемости установки составит 4-7 лет. Согласно прогнозу компании, электростанция lightning power сможет производить и продавать электроэнергию по цене всего 0,005 долларов США за киловатт-час, что намного дешевле, чем использование современных источников энергии для производства энергии [3].

Грозовая электростанция представляет собой систему накопления энергии молнии, которая включает в себя громоотводы, электрические провода, молниезащищенный блок и заземляющие стержни (рисунок 3).

На рисунке 3 показан общий вид грозовой электростанции

1

Рисунок 3 - Общий вид грозовой электростанции

Громоотвод сконфигурирован таким образом, чтобы притягивать молнию к электроду и передавать электрическую энергию. Усилитель молниезащиты содержит, по меньшей мере, один магнитный конденсатор и переключатель. Заземляющий стержень подсоединен к проводу. Управляющий сигнал позволяет переключателю направлять электрическую энергию на землю или заряжать магнитоконденсатор через заземляющий стержень.

Развитию грозовой энергетики препятствуют следующие проблемы:

1) Низкая продолжительность разряда;

2) Требуются конденсаторы и колебательные системы;

3) Проблема вычисления наилучшего положения электрода для "захвата" заряда;

4) Высокие капитальные затраты;

5) Сложный механизм преобразования энергетических параметров в отраслевые стандарты;

6) Непредсказуемость гроз и неравномерность их распространения [2]. Несмотря на все перечисленные проблемы, это направление альтернативной энергетики имеет перспективы для развития.

Библиографический список:

1. Исингарин Н. К. Транспорт - магистраль экономической интеграции в СНГ. Алматы, 1998, - 256 с.

2. Бекжанов З. С. Учебное пособие «Организация вагонопотоков и работа отделения перевозок». - Алматы, 2001. - 87 с.