Dom » Novorođenčad » Energija grmljavine. Međunarodni studentski naučni bilten

Energija grmljavine. Međunarodni studentski naučni bilten

Koristeći svojstva munje da bude usmjerena prema visokim objektima, posebno ako dobro provode struju, možete „uhvatiti“ munju. U tu svrhu naš Sindikat koristio je balone koji su metalne sajle povezane sa zemljom podizali u grmljavinske oblake. U ovim slučajevima „uhvaćena“ munja je korišćena samo u naučne svrhe.

Koliko je isplativo koristiti energiju groma u tehničke svrhe moguće je procijeniti određivanjem posla koji može proizvesti gromobransko pražnjenje. Pošto munja traje vrlo kratko, ispada da je ova energija veoma mala. Izračunato je da jedna munja u prosjeku može koštati samo nekoliko rubalja. Uz tako nisku efikasnost munje, teško je govoriti o izvodljivosti njegove tehničke upotrebe. Upotreba groma kao izvora energije je takođe otežana jer u jednoj sezoni grmljavine, čak i u veoma visokom gromobranu (400 - 800 metara iznad zemlje), grom ne udari više od 20-25 puta.

Budući da je loptasta munja relativno malo proučavana, još uvijek ne postoje pouzdano dokazane metode zaštite od nje. Iako je bilo slučajeva da je loptasta munja prodirala čak i kroz zatvorenu...

Da biste izbjegli udar groma, izbjegavajte približavanje gromobranima ili visokim pojedinačnim objektima (stubovi, drveće) na udaljenosti manjoj od 8-10 metara za vrijeme grmljavine. Ako osobu uhvati grmljavina u daljini...

Glavni zahtjevi za izgradnju gromobrana koji štiti kolektivne farme i seoske zgrade od grmljavine su niska cijena i jednostavnost samog uređaja. Najbolja zaštita je gromobran koji se ugrađuje na samom…

Istraživanje aktivnosti munje

Ove godine, stručnjaci koji rade sa NASA-inim satelitom za mjerenje tropskih oluja objavili su podatke o broju grmljavina u različitim regijama planete. Prema studiji, postalo je poznato da postoje područja u kojima se godišnje dogodi i do 70 udara groma po kvadratnom kilometru površine tokom cijele godine.

Problemi u energiji groma

Munja je vrlo nepouzdan izvor energije, jer je nemoguće unaprijed predvidjeti gdje i kada će se pojaviti grmljavina.

Drugi problem sa energijom groma je taj što pražnjenje munje traje djelić sekunde i, kao rezultat, njegova energija mora biti pohranjena vrlo brzo. Ovo će zahtijevati snažne i skupe kondenzatore. Mogu se koristiti i različiti oscilatorni sistemi sa krugovima drugog i trećeg tipa, gde se opterećenje može uskladiti sa unutrašnjim otporom generatora.

Munja je složen električni proces i dijeli se na nekoliko tipova: negativan - akumulirajući se u donjem dijelu oblaka i pozitivan - akumulirajući se u gornjem dijelu oblaka. Ovo se takođe mora uzeti u obzir prilikom stvaranja farme munja.

Prema nekim procjenama, jedna snažna grmljavina oslobađa onoliko energije koliko cijelo stanovništvo Sjedinjenih Država potroši za 20 minuta.

Napišite recenziju o članku "Energija munje"

Bilješke

vidi takođe

Reiser, poglavlje posvećeno proučavanju optičkog sloma u plinovitim medijima.

Odlomak koji karakteriše energiju grmljavine

"Da, u pravu je, ovaj hrast je hiljadu puta u pravu", pomislio je princ Andrej, neka drugi, mladi ljudi, ponovo podlegnu ovoj obmani, ali mi znamo život - naš život je gotov! Čitav novi niz beznadežnih, ali tužno ugodnih misli u vezi s ovim hrastom pojavio se u duši kneza Andreja. Tokom ovog putovanja, činilo se da je ponovo razmišljao o svom životu i došao do istog starog ohrabrujućeg i beznadežnog zaključka da ne treba ništa da započinje, da treba da proživi svoj život bez činjenja zla, bez brige i bez želje. .

Po pitanjima starateljstva nad imanjem Rjazan, princ Andrej je morao da vidi okružnog vođu. Vođa je bio grof Ilja Andrejič Rostov, a knez Andrej je otišao da ga poseti sredinom maja.
Već je bio vruć prolećni period. Šuma je već bila potpuno obučena, bila je prašina i bilo je toliko vruće da sam, prolazeći pored vode, htio plivati.
Knez Andrej, sumoran i zaokupljen razmišljanjima o tome šta i šta treba da pita vođu o stvarima, odvezao se baštenskom ulicom do kuće Rostovovih Otradnenskih. Sa desne strane, iza drveća, čuo je veseli plač jedne žene i vidio gomilu djevojaka kako trče prema njegovim kolicima. Ispred ostalih, do kočije je dotrčala crnokosa, vrlo mršava, čudno mršava, crnooka djevojka u žutoj pamučnoj haljini, vezana bijelom maramicom, ispod koje su bježali pramenovi počešljane kose. Djevojčica je nešto vrisnula, ali prepoznavši stranca, ne gledajući ga, otrčala je natrag smijući se.
Princ Andrej je iznenada osetio bol od nečega. Dan je bio tako dobar, sunce je bilo tako sjajno, sve je bilo tako veselo; a ova mršava i lepa devojka nije znala i nije htela da zna za njegovo postojanje i bila je zadovoljna i srećna nekakvim odvojenim, svakako glupim, ali veselim i srećnim životom. „Zašto je tako srećna? o čemu ona razmišlja! Ne o vojnim propisima, ne o strukturi Rjazanskih kvitrenata. O čemu ona razmišlja? I šta je čini srećnom?” Knez Andrej se nehotice upitao sa radoznalošću.
Grof Ilja Andrejič je 1809. godine živeo u Otradnom i dalje kao i ranije, odnosno ugošćujući skoro celu provinciju, sa lovovima, pozorištima, večerama i muzičarima. Njemu je, kao svakom novom gostu, bilo drago što vidi princa Andreja i gotovo ga je prisilno ostavio da prenoći.
Celog dosadnog dana, tokom kojeg su kneza Andreja okupirali stariji domaćini i najčasniji gosti, kojima je kuća starog grofa bila puna povodom imendana, Bolkonski je nekoliko puta gledao u Natašu koja je bila smejući se i zabavljajući se među drugom mladom polovinom društva, stalno se pitao: „O čemu ona razmišlja? Zašto je tako srećna!”
Uveče, ostavljen sam na novom mestu, dugo nije mogao da zaspi. Pročitao je, zatim ugasio svijeću i ponovo je upalio. Bilo je vruće u prostoriji sa kapcima zatvorenim iznutra. Bio je iznerviran na ovog glupog starca (kako je nazvao Rostov), koji ga je zadržao, uvjeravajući ga da potrebni papiri u gradu još nisu dostavljeni, a bio je iznerviran na sebe što je ostao.

Energija grmljavine je metoda zasnovana na kojoj se energija dobija hvatanjem i preusmjeravanjem energije groma u električne mreže. Ova vrsta energije koristi obnovljive izvore energije. Munja je velika električna iskra koja se pojavljuje u atmosferi. Na osnovu procjena istraživača, ustanovljeno je da se u prosjeku svake sekunde dogodi 100 udara groma. Otprilike četvrtina svih munja udari u tlo. Studije su pokazale da će, u pravilu, prosječna dužina munje biti oko 2,5 km, postoje pražnjenja koja se mogu širiti na udaljenosti do 20 km. Ako instalirate stanicu za hvatanje groma, gdje se munja smatra privatnom pojavom, tada postoje mogućnosti za dobivanje velike količine energije koju će koristiti potrošači.

energija munje

alternativnih izvora energije

struja

1. Lvovich I.Ya. Alternativni izvori energije & / I.Ya. Lvovich, S.N. Mokhnenko, A.P. Preobraženski // Bilten Voronješkog državnog tehničkog univerziteta. 2011. T. 7. br. 2. str. 50-52.

2. Lvovich I.Ya. Alternativni izvori energije & / I.Ya. Lvovich, S.N. Mokhnenko, A.P. Preobrazhensky // Glavni mehaničar. 2011. br. 12. str. 45-48.

3. Mokhnenko S.N. Alternativni izvori energije& / S.N. Mokhnenko, A.P. Preobraženski // U svijetu naučnih otkrića. 2010. br. 6-1. str. 153-156.

4. Oleinik D.Yu. Pitanja moderne alternativne energije / D.Yu.Oleynik, K.V. Kajdakova, A.P. Preobraženski // Bilten Voronješkog instituta za visoke tehnologije. 2012. br. 9. str. 46-48.

5. Boluchevskaya O.A. Pitanja savremene ekološke sigurnosti / O.A. Boluchevskaya, V.N. Filipova& // Moderne studije društvenih problema. 2011. T. 5. br. 1. str. 147-148.

6. Preobraženski A.P. Korišćenjem višekriterijumskog pristupa u analizi sistema alternativnih izvora energije / A.P. Preobrazhensky // Modeliranje, optimizacija i informacijske tehnologije. 2017. br. 2(17). P. 11.

7. Shishkina Yu.M. Pitanja javne uprave / Yu.M. Shishkina, O.A. Boluchevskaya // Moderne studije društvenih problema. 2011. T. 6. br. 2. P. 241-242.

8. Nechaeva A.I. O izgradnji podsistema za procjenu stepena zagađenja životne sredine / A.I. Nechaeva& // Međunarodni studentski naučni bilten. 2016. br. 3-2. P. 231.

9. Shcherbatykh S.S. O izgradnji podsistema za procjenu stanja životne sredine / S.S. Shcherbatykh // Međunarodni studentski naučni bilten. 2016. br. 3-2. str. 240-241.

10. Yakimenko A.I. Primjena savremenih izvora energije / A.I. Yakimenko& // Međunarodni studentski naučni bilten. 2016. br. 3-2. P. 242.

Čovječanstvu je kontinuirano potrebna potrošnja energije - to se može primijetiti od davnina. Prisutnost energije neophodna je ne samo za normalno funkcioniranje složenog postojećeg društva, već i za osiguranje fizičkog postojanja među svim ljudskim organizmima.

Ako analiziramo karakteristike razvoja u ljudskom društvu, možemo se uvjeriti da su one u velikoj mjeri određene vađenjem i korištenjem energije. Može se uočiti prilično veliki uticaj energetskog potencijala na način na koji se uvode različite tehničke inovacije, teško nam je zamisliti implementaciju razvojnih mogućnosti u industrijskoj sferi, nauci i kulturi bez korištenja zemaljskih energetskih resursa. Na osnovu korištenja energije, čovječanstvo ima priliku da stvara sve ugodnije uslove za život, dok se jaz između njega i prirode naglo povećava.

Može se primijetiti da su procesi povezani s razvojem različitih metoda vezanih za proizvodnju energije nastali u davna vremena, čak i tada su ljudi mogli naučiti kako paliti vatru i, u postojećim uvjetima, postoji kretanje goriva u složenim urbanim sistemima. .

S obzirom na to da postoji mogućnost iscrpljivanja resursa prirodnih goriva (nafta, gas, itd.) tokom vremena, radi se na traženju alternativnih izvora energije. Na osnovu njih se mogu uočiti mogućnosti energije munje.

Energija groma je metoda koja vam omogućava da dobijete energiju na osnovu činjenice da se energija groma snima i preusmjerava u električne mreže. Ova vrsta energije zasniva se na obnovljivom izvoru energije. Munja je velika električna iskra koja se pojavljuje u atmosferi. Uglavnom se može uočiti tokom grmljavine. Munja se može videti kao jak bljesak svetlosti i praćena je grmljavinom. Zanimljivo je da se munje mogu posmatrati i na drugim planetama: Jupiteru, Veneri, Saturnu itd. Trenutna vrednost tokom pražnjenja munje može dostići i do nekoliko desetina pa čak i stotina hiljada ampera, a vrednost napona može dostići milione volti. .

Istraživanja o električnoj prirodi munje sprovedena su u radovima američkog fizičara B. Franklina na osnovu njegovih razvoja, izvedeni su eksperimenti u vezi sa ekstrakcijom električne energije iz grmljavinskih oblaka. Franklin je 1750. godine objavio djelo u kojem opisuje eksperimente sa zmajevima koji su letjeli za vrijeme grmljavine.

Mihail Lomonosov se smatra autorom prve hipoteze, u okviru koje je bilo objašnjenje fenomena elektrifikacije u grmljavinskim oblacima. Na visinama od nekoliko desetina kilometara nalaze se provodni slojevi atmosfere, otkriveni su u 20. veku. Na osnovu uključivanja različitih metoda istraživanja, to se odnosi i na svemir, pojavile su se mogućnosti za proučavanje različitih karakteristika atmosfere.

Atmosferski elektricitet se može smatrati različitim električnim fenomenima koji se javljaju u atmosferskom području. Kada se provode istraživanja atmosferskog elektriciteta, proučava se električno polje u atmosferi, karakteristike njegove ionizacije, razmatraju se karakteristike električnih struja i druga svojstva. Postoje različite manifestacije atmosferskog elektriciteta zbog uticaja lokalnih meteoroloških faktora. U oblasti atmosferskog elektriciteta uočavaju se brojni procesi kako u području troposfere, tako iu području stratosfere.

Razvoj teorija vezanih za atmosferski elektricitet izvršili su istraživači C. Wilson i Ya.I. Frenkel. Na osnovu Wilsonove teorije, moguće je izolovati kondenzator, njegove ploče predstavljaju Zemlju i jonosferu, a naelektrisane su sa strane grmljavinskih oblaka. Električno polje u atmosferi nastaje zbog činjenice da postoji razlika potencijala koja nastaje između ploča kondenzatora. Na osnovu Frenkelove teorije, postoje mogućnosti za objašnjenje električnog polja atmosfere na osnovu električnih pojava koje nastaju u području troposfere.

Istraživanja pokazuju da u mnogim slučajevima prosječna dužina munje doseže oko 2,5 km mogu se naći pražnjenja koja se protežu na udaljenosti do 20 km.

Može se uočiti određena klasifikacija munja.

Hajde da razgovaramo o karakteristikama koje se odnose na zemaljsku munju. Kada se formira zemaljska munja, može se predstaviti kao kombinacija nekoliko faza. Za prvu fazu, u onim oblastima za koje električno polje dostiže kritičnu vrednost, može se uočiti fenomen udarne jonizacije, nastaje najpre usled slobodnih naelektrisanja, uvek se mogu uočiti u okolnom vazduhu, usled električnog polju postižu velike brzine u pravcu tla i, zbog činjenice da dolazi do sudara sa molekulima koji formiraju vazduh, dolazi do njihove jonizacije.

Ako uzmemo u obzir savremene ideje, onda se implementacija jonizacionih procesa u atmosferi kada dođe do pražnjenja vrši zbog uticaja visokoenergetskog kosmičkog zračenja - čestica, a može se uočiti da se probojni napon u vazduhu smanjuje u poređenju sa sa normalnim uslovima. Tada dolazi do formiranja elektronskih lavina, oni će ići u odgovarajuće niti u električnim pražnjenjima, govore o streamerima, oni su dobro vodljivi kanali, zbog spajanja nastaje kanal visoke vodljivosti.

Dolazi do kretanja takvog vođe prema tlu po stepenastom obrascu, dostiže brzinu od nekoliko desetina hiljada km/s, zatim se njegovo kretanje usporava, može se primijetiti da se sjaj smanjuje, zatim počinje sljedeći korak . Prosječna brzina kretanja vođe prema zemljinoj površini bit će oko 200.000 m/s. Blizu zemljine površine, napetost se povećava i javlja se odgovorna struja koja se zatim povezuje sa vođom. Slična karakteristika munje se koristi prilikom stvaranja gromobrana.

Za završnu fazu dolazi do glavnog pražnjenja groma, u njemu trenutne vrijednosti dosežu stotine hiljada ampera, uočava se svjetlina, znatno je veća od svjetline vođe, osim toga, vrijednost njegove brzine kretanje će biti nekoliko desetina km/m. Temperatura u kanalu, koji pripada glavnom pražnjenju, dostiže i do nekoliko hiljada stepeni. Dužina kanala groma će uglavnom biti nekoliko kilometara.

Za intracloud munje uglavnom postoje samo vodeće komponente, njihova dužina će se kretati od 1 do 150 km. Kada se pojave munje, uočavaju se promjene električnih i magnetskih polja i radio-emisije, a govore o atmosferi.

Određena vrsta munje otkrivena je prije više od 20 godina, nazvana vilenjacima, oni pripadaju gornjem dijelu atmosfere. To su velike konusne baklje prečnika oko 400 km. Nakon određenog vremena otkriveni su i drugi tipovi - mlazovi, koji su predstavljeni kao cijevni čunjevi, plave boje, imaju visinu od 40-70 km.

Kao rezultat procjena istraživača, pokazalo se da se u prosjeku svake sekunde dogodi oko 100 udara groma. Otprilike četvrtina svih munja udari u površinu zemlje.

Pražnjenje groma se može smatrati električnom eksplozijom iu određenim slučajevima je slično procesu detonacije. Kao rezultat, pojavljuje se udarni val, njegova pojava je opasna u slučaju neposredne blizine i može uzrokovati oštećenje zgrada i drveća. Na velikim udaljenostima dolazi do procesa degeneracije udarnih valova u zvučne - čuju se grmljavine.

Možete zabilježiti prosječan godišnji broj dana kada se grmljavine javljaju za neke ruske gradove: u Arhangelsku - 16, Murmansku - 5, Sankt Peterburgu - 18, Moskvi - 27, Voronježu - 32, Rostovu na Donu - 27, Astrahanu - 15, Samara - 26, Kazanj - 23, Jekaterinburg - 26, Siktivkar - 21, Orenburg - 22, Ufa - 29, Omsk - 26, Hanti-Mansijsk - 17, Tomsk - 23, Irkutsk - 15, Jakutsk - 14 Kamčatski - 0 , Habarovsk - 20, Vladivostok - 9.

Postoji određena klasifikacija grmljavinskih oblaka, koja se vrši na osnovu karakteristika grmljavine, a postoji zavisnost ovih karakteristika u velikoj mjeri od meteorološkog okruženja u kojem se odvijaju procesi razvoja grmljavine. U slučaju jednoćelijskih kumulonimbusnih oblaka, razvojni procesi će se odvijati kada je vjetar mali i pritisak se slabo mijenja. Pojavljuju se lokalne grmljavine.

Tipična veličina oblaka je da će biti u prosjeku oko 10 kilometara, njihov životni vijek ne prelazi 1 sat. Oluja sa grmljavinom se pojavljuje nakon što se formiraju kumulusi kada je vrijeme dobro. Zbog povoljnih uslova, kumulusni oblaci rastu u različitim smjerovima.

U gornjim dijelovima oblaka nastaju kristali leda kako dolazi do hlađenja i oblaci se pretvaraju u snažne kumuluse. Stvaraju se uslovi za pojavu padavina. Biće to kumulonimbus oblak. Zbog isparavanja taložnih čestica, u okolnom zraku se uočavaju procesi hlađenja. U fazi zrelosti, istovremeno postoje i uzlazne i silazne struje zraka u oblacima.

U fazi kolapsa u oblacima prevladavaju silazni tokovi, a zatim postepeno pokrivaju cijeli oblak. Vrlo česta vrsta grmljavine je grmljavina sa više ćelija. Njihove veličine mogu doseći od 10 do 1000 kilometara. Za višećelijski klaster, bilježi se skup grmljavinskih ćelija, one se kreću kao jedna cjelina, ali svaka ćelija u klasteru se nalazi na različitim koracima promjena u grmljavinskim oblacima. Kod grmljavinskih ćelija koje postoje u fazi zrelosti uglavnom je karakterističan središnji dio klastera, a kod raspadajućih ćelija karakterističan je zavjetrinski dio klastera. Njihov prečnik je najvećim delom oko 20-40 km. Za oluje s grmljavinom s više ćelija, može se pojaviti grad i pljuskovi.

U strukturi višećelijskih linearnih grmljavina može se uočiti linija grmljavine koja ima dugu, prilično razvijenu frontu duž naleta vjetra u vodećim linijama fronta. S obzirom na to da postoje kišne linije, može biti velikog grada i jakih pljuskova.

Pojava superćelijskih oblaka može biti relativno rijetka, ali njihova pojava može dovesti do velikih prijetnji ljudskom životu. Postoji sličnost između superćelijskog oblaka i oblaka jedne ćelije, karakteriše ih jedna zona uzlaznog toka. Međutim, postoji razlika u tome što je veličina ćelije prilično velika: promjer može doseći nekoliko desetina kilometara, visine će biti reda veličine 10-15 kilometara (u nekim slučajevima, proces prodora gornje granice u stratosfera je u toku). Na početku oluje, temperatura vazduha u blizini tla je obično oko +27:+30 ili više. Obično ima slabe kiše na prednjoj ivici oblaka superćelije.

Istraživači su na osnovu istraživanja aviona i radara pokazali da u mnogim slučajevima visina jedne grmljavinske ćelije može biti oko 8-10 km, a njena životna vrijednost je oko 30 minuta. U slučaju uzlaznih i silaznih strujanja, izolirane grmljavine karakterizira prečnik koji se kreće od 0,5 do 2,5 km i visina od 3 do 8 km.

Postoji ovisnost parametara brzine i kretanja grmljavinskih oblaka o tome kako se oni nalaze u odnosu na površinu zemlje, o tome kako se odvijaju procesi interakcije duž uzlaznih i silaznih tokova oblaka sa onim područjima atmosfere u kojima se odvijaju procesi razvoja grmljavine. posmatrano. Brzina izolirane grmljavine je obično reda veličine 20 km/h, ali se u nekim grmljavinom mogu dobiti veće vrijednosti. Ako postoje ekstremne situacije, tada brzine u grmljavinskom oblaku mogu biti i do 65 - 80 km/h.

Energija koja pokreće grmljavinu dolazi od latentne toplote, koja se oslobađa kada se vodena para kondenzuje i formiraju kapljice oblaka. U tim procesima, na svaki gram vode koja se kondenzira u atmosferi, oslobađa se oko 600 kalorija topline. Kada se kapljice vode smrznu na vrhu oblaka, oslobađa se još oko 80 kalorija po gramu. Toplotna energija koja nastaje tokom procesa oslobađanja se djelimično pretvara u energiju koja se odnosi na uzlazne tokove. Prilikom procjene ukupne energije u olujama, možemo dobiti vrijednost reda veličine 108 kilovat-sati, što možemo korelirati s nuklearnim nabojem od 20 kilotona. U slučaju velikih oluja s više ćelija, energetska vrijednost može biti više od 10 puta.

Strukturne karakteristike načina na koji se električni naboji nalaze u unutrašnjim i spoljašnjim oblastima grmljavinskih oblaka podložne su složenim obrascima. Međutim, u isto vrijeme možemo zamisliti generaliziranu sliku distribucije električnih naboja koji karakteriziraju fazu zrelosti oblaka. Veoma veliki doprinos pripada pozitivnoj dipolnoj strukturi. U njemu, u gornjem dijelu oblaka postoji pozitivan naboj, u unutrašnjem dijelu oblaka je negativan. Kada se atmosferski joni kreću na rubovima oblaka, dolazi do procesa formiranja zaštitnih slojeva koji dovode do maskiranja električne strukture oblaka u odnosu na posmatrače koji se nalaze izvan njih. Analiza dovodi do činjenice da će se negativni naboji primjenjivati na nadmorskim visinama koje karakteriziraju temperature okoline u rasponu od -5 do -17 °C. Kako se povećava brzina uzlaznih tokova u oblacima, povećava se visina centara negativnih naboja.

Karakteristike električne strukture grmljavinskih oblaka mogu se objasniti različitim pristupima. Prema glavnim hipotezama može se ukazati na onu koja se zasniva na činjenici da velike čestice oblaka karakteriše uglavnom negativan naboj, dok lake čestice karakteriše pozitivan naboj. Osim toga, velike čestice imaju veliku brzinu pada, što je potvrđeno na osnovu laboratorijskih eksperimenata. Mogu postojati manifestacije drugih mehanizama elektrifikacije. Kada se volumetrijski električni naboj prisutan u oblaku poveća na određene vrijednosti, dolazi do pražnjenja munje.

Analiza pokazuje da se munja može smatrati prilično nepouzdanim izvorom energije, jer je prilično teško predvidjeti gdje će se i u koje vrijeme pojaviti grmljavina. Munja uvodi napone reda stotine miliona volti, a vršne vrijednosti struje u nekim događajima munje mogu biti i do 200 kiloampera (općenito 5-20 kiloampera).

Postoje i problemi energije groma, koji su povezani s vrlo kratkim trajanjem pražnjenja munje - u tom smislu je potrebna upotreba snažnih i vrlo skupih kondenzatora.

Odnosno, može se uočiti veliki broj problema. Ali, ako instalirate stanicu za hvatanje groma, gdje se munje smatraju čestom pojavom, tada možete obezbijediti veliku količinu energije koja će se slati potrošačima.

Bibliografska veza

Kuznjecov D.A. MOGUĆNOSTI RAZVOJA SAVREMENE ENERGIJE MUNJE // Međunarodni studentski naučni glasnik. – 2017. – br. 4-6.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=17585 (datum pristupa: 15.06.2019.). Predstavljamo Vam časopise u izdanju izdavačke kuće "Akademija prirodnih nauka"

Jedna od prvih kompanija koja je koristila energiju iz grmljavinskih oblaka bila je američka kompanija Alternative Energy Holdings. Predložila je način korištenja besplatne energije prikupljanjem i recikliranjem, koja proizlazi iz električnih pražnjenja grmljavinskih oblaka. Eksperimentalna instalacija pokrenuta je 2007. godine i nazvana je “sakupljač groma”. Razvoj i istraživanje fenomena grmljavine sadrže ogromne akumulacije energije, koju je jedna američka kompanija predložila da koristi kao izvor električne energije.

Gromobranska elektrana

Gromobranska elektrana je u suštini klasična elektrana koja energiju groma pretvara u električnu. Trenutno se intenzivno istražuje moć groma, a možda će se u bliskoj budućnosti gromobranske elektrane pojaviti u velikim količinama zajedno s drugim elektranama na bazi čiste energije.

Munja kao izvor udara groma

Grmljavine su električna pražnjenja koja se nakupljaju u velikim količinama u oblacima. Zbog zračnih strujanja u grmljavinskim oblacima, pozitivni i negativni naboji se nakupljaju i razdvajaju, iako se pitanja na ovu temu još uvijek istražuju.

Jedna od uobičajenih pretpostavki o stvaranju električnih naboja u oblacima je zbog činjenice da se ovaj fizički proces odvija u stalnom električnom polju zemlje, što je otkrio M.V. Lomonosov.

Rice. 3.1.

Naša planeta uvijek ima negativan naboj, a jačina električnog polja u blizini površine Zemlje je oko 100 V/m. Određuje se naelektrisanjem Zemlje i malo zavisi od doba godine i dana i skoro je isti za bilo koju tačku na zemljinoj površini. Vazduh koji okružuje Zemlju ima slobodna naelektrisanja koja se kreću u pravcu Zemljinog električnog polja. Svaki kubni centimetar zraka u blizini zemljine površine sadrži oko 600 parova pozitivno i negativno nabijenih čestica. Sa udaljavanjem od zemljine površine, gustina naelektrisanih čestica u vazduhu raste. Vodljivost zraka u blizini zemlje je niska, ali se na udaljenosti od 80 km od površine zemlje povećava 3 milijarde puta i dostiže provodljivost slatke vode.

Dakle, Zemlja sa okolnom atmosferom, u smislu električnih svojstava, može se predstaviti kao sferni kondenzator kolosalnih dimenzija, čije su ploče Zemlja i provodni sloj zraka koji se nalazi na udaljenosti od 80 km od Zemljine površine. . Izolacijski sloj između ovih ploča je sloj zraka koji slabo provode električnu energiju debljine 80 km. Između ploča takvog kondenzatora napon je oko 200 kV, a struja koja prolazi pod uticajem ovog napona je 1,4 kA. Snaga kondenzatora je oko 300 MW. U električnom polju ovog kondenzatora nastaju grmljavinski oblaci i pojave grmljavine se javljaju u rasponu od 1 do 8 km od površine Zemlje.

Munja je, kao nosilac električnog naboja, najbliži izvor električne energije u odnosu na druge AES. Naboj koji se akumulira u oblacima ima potencijal od nekoliko miliona volti u odnosu na površinu Zemlje. Smjer struje groma može biti ili od zemlje do oblaka, sa negativnim nabojem oblaka (u 90% slučajeva), ili od oblaka do zemlje (u 10% slučajeva). Trajanje pražnjenja groma je u prosjeku 0,2 s, rijetko do 1...1,5 s, trajanje prednje ivice impulsa je od 3 do 20 μs, struja je nekoliko hiljada ampera, do 100 kA, temperatura u kanalu dostiže 20.000 C, pojavljuje se snažno magnetsko polje i radio talasi. Munje se takođe mogu formirati tokom prašnih oluja, mećava i vulkanskih erupcija.

elektrana alternativne energije

Princip rada gromobranske elektrane

Zasnovano na istom procesu kao i druge elektrane: pretvaranje izvorne energije u električnu energiju. U suštini, munja sadrži istu električnu energiju, odnosno ništa se ne mora pretvarati. Međutim, gore navedeni parametri "standardnog" pražnjenja groma su toliko veliki da ako ova struja uđe u mrežu, tada će sva oprema jednostavno izgorjeti za nekoliko sekundi. Zbog toga se u sistem uvode snažni kondenzatori, transformatori i različiti tipovi pretvarača koji ovu energiju prilagođavaju potrebnim uslovima korišćenja u električnim mrežama i opremi.

Prednosti i mane gromobranske elektrane

Prednosti gromobranskih elektrana:

Zemljino-jonosferski superkondenzator se stalno puni pomoću obnovljivih izvora energije - sunca i radioaktivnih elemenata zemljine kore.

Gromobranska elektrana ne ispušta nikakve zagađivače u okoliš.

Oprema gromobranskih stanica nije upadljiva. Baloni su previsoki da bi se mogli vidjeti golim okom. Da biste to učinili, trebat će vam teleskop ili dvogled.

Gromobranska elektrana je sposobna kontinuirano proizvoditi energiju ako se kuglice drže u zraku.

Nedostaci gromobranskih elektrana:

Električnu energiju munje, poput solarne energije ili energije vjetra, teško je skladištiti.

Visok napon u sistemima gromobranskih elektrana može biti opasan za operativno osoblje.

Ukupna količina električne energije koja se može dobiti iz atmosfere je ograničena.

U najboljem slučaju, energija groma može poslužiti samo kao manja dopuna drugim izvorima energije.

Dakle, energija groma je trenutno prilično nepouzdana i ranjiva. Međutim, to ne umanjuje njen značaj u korist prelaska na AES. Neka područja planete su zasićena povoljnim uslovima, koji mogu značajno unaprijediti proučavanje pojava grmljavine i iz njih dobiti neophodnu električnu energiju.

Učenici 9. razreda Mihail Artamonov, Dmitrij Denisov, Diana Ratsa

Čovjek je naučio koristiti energiju vode gradeći hidroelektrane, energiju vjetra gradeći vjetroelektrane, pa čak i atomsku energiju izgradnjom nuklearnih elektrana. Danas se solarna energija akumulirana u solarnim panelima aktivno koristi.

U budućnosti će čovječanstvo tražiti alternativne izvore energije. Prirodni resursi planete Zemlje će prije ili kasnije nestati, pa će biti potrebno razvijati nove izvore energije. Možda će čovječanstvo naučiti koristiti energiju munje. Munja sadrži mnogo struje i mnogo napona.

U ovom projektu pokušali smo teoretski opisati moguću opciju za pretvaranje energije groma. Istraživanje i razvoj na ovu temu su u toku u Sjedinjenim Državama. Ova tema rada je aktuelna danas iu budućnosti.