Kažkas renka energiją iš žaibo. Įrenginys žaibo elektros energijai kaupti

nuomos blokas

Alternatyvi energija- daug žadančių energijos gavimo, perdavimo ir naudojimo būdų, kurie nėra tokie plačiai paplitę kaip tradiciniai, tačiau yra įdomūs dėl jų naudojimo pelningumo ir paprastai yra maža rizika pakenkti aplinkai, rinkinys.

saulės energija

Įvairūs saulės įrenginiai naudoja saulės spinduliuotę kaip alternatyvų energijos šaltinį. Saulės spinduliuotę galima panaudoti tiek šilumos tiekimo poreikiams, tiek elektros energijos gamybai (naudojant fotovoltinius elementus).

Saulės energijos pranašumai apima šio energijos šaltinio atsinaujinimą, triukšmingumą, kenksmingų išmetimų į atmosferą nebuvimą perdirbant saulės spinduliuotę į kitų rūšių energiją.

Saulės energijos trūkumai yra saulės spinduliuotės intensyvumo priklausomybė nuo paros ir sezoninio ritmo, taip pat didelių plotų poreikis saulės elektrinių statybai. Taip pat rimta aplinkos problema yra nuodingų ir toksiškų medžiagų naudojimas saulės sistemų fotovoltinių elementų gamyboje, todėl kyla problemų dėl jų šalinimo.

vėjo energija

Vienas iš perspektyviausių energijos šaltinių yra vėjas. Vėjo generatoriaus veikimo principas yra elementarus. Vėjo jėga naudojama vėjo ratui varyti. Šis sukimasis savo ruožtu perduodamas elektros generatoriaus rotoriui.

Vėjo generatoriaus privalumas – visų pirma tai, kad vėjuotose vietose vėjas gali būti laikomas neišsenkančiu energijos šaltiniu. Be to, energiją gaminančios vėjo turbinos neteršia atmosferos kenksmingomis emisijomis.

Vėjo energijos gamybos įrenginių trūkumai apima vėjo energijos kintamumą ir mažą vieno vėjo generatoriaus galią. Taip pat vėjo turbinos yra žinomos dėl to, kad kelia daug triukšmo, dėl to jas bandoma statyti toli nuo žmonių gyvenamosios vietos.

geotermine energija

Žemės gelmėse sukauptas didžiulis šiluminės energijos kiekis. Taip yra dėl to, kad Žemės šerdies temperatūra yra itin aukšta. Kai kuriose Žemės rutulio vietose yra tiesioginis aukštos temperatūros magmos išmetimas į Žemės paviršių: vulkaninės zonos, karštosios vandens ar garų versmės. Šių geoterminių šaltinių energiją geoterminės energijos šalininkai siūlo naudoti kaip alternatyvų šaltinį.

Geoterminiai šaltiniai naudojami įvairiais būdais. Vieni šaltiniai naudojami šilumos tiekimui, kiti – elektros gamybai iš šiluminės energijos.

Geoterminės energijos šaltinių privalumai – neišsemiamumas ir nepriklausomybė nuo paros laiko ir sezono.

Neigiami aspektai yra tai, kad terminiai vandenys yra labai mineralizuoti ir dažnai prisotinti toksiškų junginių. Dėl to terminio vandens nuotekų išleidimas į paviršinius vandens telkinius tampa neįmanomas. Todėl nuotekos turi būti pumpuojamos atgal į požeminį vandeningąjį sluoksnį. Be to, kai kurie seismologai prieštarauja bet kokiai intervencijai į giliuosius Žemės sluoksnius, teigdami, kad tai gali išprovokuoti žemės drebėjimus.

Perkūnijos energija

Perkūnijos energija yra energijos panaudojimo būdas fiksuojant ir nukreipiant energiją.žaibas į elektros tinklą. Alternative Energy Holdings 2006 m. spalio 11 d. paskelbė, kad sukūrė prototipą, kuris gali naudoti žaibo energiją. Privalumas: Žaibas yra švari energija, o jos taikymas ne tik pašalins daugybę pavojų aplinkai, bet ir žymiai sumažins energijos gamybos sąnaudas.

Žaibo galios problemos

Žaibas yra labai nepatikimas energijos šaltinis, nes neįmanoma iš anksto numatyti, kur ir kada įvyks perkūnija.

Kita žaibo energijos problema yra ta, kad žaibo išlydis trunka sekundės dalį ir dėl to jo energija turi būti sukaupta labai greitai. Tam reikės galingų ir brangių kondensatorių. Taip pat gali būti naudojamos įvairios virpesių sistemos su antros ir trečios rūšies grandinėmis, kuriose galima apkrovą suderinti su vidine generatoriaus varža.

Žaibas yra sudėtingas elektrinis procesas ir skirstomas į keletą atmainų: neigiamas – kaupiasi apatinėje debesies dalyje ir teigiamas – kaupiasi viršutinėje debesies dalyje. Į tai taip pat reikėtų atsižvelgti kuriant žaibo fermą.

Ebb and flow energija

Neproporcingai galingesnis vandens srautų šaltinis yra atoslūgiai. Apskaičiuota, kad potvyniai gali suteikti žmonijai maždaug 70 milijonų milijardų kilovatvalandžių per metus. Palyginimui: tai yra maždaug tiek pat, kiek ištirtos kietosios ir rudosios anglies atsargos kartu paėmus gali pagaminti;

Potvynių hidroelektrinių projektai buvo išsamiai parengti inžineriniu požiūriu, eksperimentiškai išbandyti keliose šalyse, įskaitant čia, Kolos pusiasalyje. Netgi apgalvota optimalaus TE veikimo strategija: potvynių ir atoslūgių metu kaupti vandenį rezervuare už užtvankos ir išleisti jį elektros gamybai, kai vieningose ​​energetikos sistemose atsiranda „sunaudojimo pikas“, taip sumažinant apkrovą. kitose elektrinėse.

biokuro

Skystis: bioetanolis.

Antros kartos bioetanolio gamybos technologijų plėtra atveria naujas perspektyvas kuro, gaminamo iš pigių biologinių žaliavų, rinkose, be to, leidžia spręsti atliekų šalinimo problemas. Etanolis, naudojamas kaip priedas, prisideda prie pilnesnio benzino degimo ir sumažina anglies monoksido bei toksinių medžiagų išmetimą 30%, o lakiųjų organinių junginių emisiją - 25%. Taigi jo naudojimas sumažina technogeninę naštą aplinkai.Biodujų pranašumas lyginant su gamtinėmis dujomis yra tas, kad jas galima gaminti iš vietinių žaliavų net ir atokiausioje gyvenvietėje, t.y. leidžia aprūpinti degalais sunkiai prieinamus ir brangius dujų transportavimo infrastruktūros organizavimo požiūriu regionus. Be to, biodujų gamyba leidžia išspręsti žemės ūkio ir maisto gamybai rimtą atliekų šalinimo problemą, kurią perdirbant, be biodujų, gaunama šiluma ir organinės trąšos. Be to, naudojant biodujas sumažėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija.

Kietos: medienos atliekos ir biomasė (medžio drožlės, granulės (kuro granulės) iš medienos, lukštų, šiaudų ir kt., kuro briketai) jas naudoja šildymui ir transportavimui dideliais atstumais.

Dujinės: HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7" \o "Biodujos" biodujos, sintezės dujos .

Biodujų privalumas lyginant su gamtinėmis dujomis yra tas, kad jas galima gaminti iš vietinių žaliavų net ir atokiausioje gyvenvietėje, t.y. leidžia aprūpinti degalais sunkiai prieinamus ir brangius dujų transportavimo infrastruktūros organizavimo požiūriu regionus. Be to, biodujų gamyba leidžia išspręsti žemės ūkio ir maisto gamybai rimtą atliekų šalinimo problemą, kurią perdirbant, be biodujų, gaunama šiluma ir organinės trąšos. Be to, naudojant biodujas sumažėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija.

parsisiųsti

Perkūnija – atmosferos reiškinys, kai 7-15 km aukštyje esančiuose kamuoliškuose debesyse atsiranda daugybinės kibirkštinės elektros iškrovos – žaibai, lydimi perkūnijos, liūties, krušos ir sustiprėjusio vėjo. Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, debesų elektrifikacija įvyksta dėl ledo kristalų trinties prieš vandens garų ir mažų vandens lašelių mišinį. Elektros krūvių atsiskyrimas ir elektrinio lauko susidarymas vyksta tik esant intensyvioms vertikalioms kylančioms ir besileidžiančioms srovėms.
Norėdami išsiaiškinti žaibo išlydžių energijos panaudojimo problemą, trumpai apsistokime prie pagrindinių šiuolaikinių požiūrių į žaibo reiškinius. Šiuo metu galutinai neišspręstas klausimas, dėl ko vandens lašeliai ir ledo kristalai perkūnijos debesyse gauna mokestį. Viena mokslininkų grupė mano, kad ledo lašeliai ir kristalai užfiksuoja krūvį iš oro, kita grupė mano, kad jie yra įkraunami dėl krūvio pasikeitimo kontaktuojant vienas su kitu. Eksperimentinių tyrimų metu buvo nustatyta, kad debesies vandeninė dalis tęsiasi nuo apatinio griaustinio debesies krašto iki 00C temperatūros sluoksnio. Regione, kuriame temperatūra nuo 00C iki 150C, kartu egzistuoja vanduo ir ledas, o žemiau 150C debesis dažniausiai susideda tik iš ledo kristalų. Lašelinė debesies dalis daugiausia turi neigiamą krūvį, o ledinė – teigiamą. Vidutinėse platumose griaustinio debesies neigiamo krūvio centras yra apie 3 km aukštyje, o teigiamo – maždaug 6 km aukštyje. Elektrinio lauko stipris perkūnijos debesyje yra 100-300 voltų/cm, tačiau prieš žaibo išlydį kai kuriais nedideliais kiekiais jis gali siekti iki 1600 voltų/cm. Perkūnijos procesas neįmanomas be krūvių atskyrimo debesyje konvekcijos būdu. Konvekcinis laukas debesyse skyla į kelias ląsteles (kai kuriose perkūnijose iki 8). Kiekviena konvekcinė ląstelė pereina kilmės, brandos ir irimo stadiją. Branduolių susidarymo stadijoje visoje konvekcinėje ląstelėje vyrauja kylančios srovės. Kai kuriais atvejais kylančių srautų greitis gali siekti 30 m/s, tačiau apskritai jis siekia 10-12 m/s. Brandžiai konvekcinei ląstelei būdinga kylančių ir besileidžiančių srovių vystymasis, elektrinis aktyvumas (žaibo išlydžiai) ir krituliai. Tokios ląstelės horizontalus skersmuo yra 2–8 km, o aukštis tęsiasi iki 40 ° C temperatūros. Slopinimo stadijoje visoje konvekcinėje kameroje vyrauja silpnos besileidžiančios srovės, mažėjant elektriniam aktyvumui ir kritulių kiekiui, iškrentančiam per laiko vienetą. Visas konvekcinės ląstelės gyvavimo ciklas yra apie valandą,
brandos tarpsnio trukmė 15-30 min., irimo stadija apie 30 min.
Kelias valandas trunkanti perkūnija yra kelių konvekcinių ląstelių veiklos rezultatas.
Perkūnijos debesies, susidedančio iš lašų ir ledo kristalų mišinio, tūris siekia nuo šimtų iki kelių tūkstančių kubinių kilometrų. Tokio tūrio vandens-ledo dalelių masė yra maždaug 106–107 tonos.
Perkūnijos debesies potenciali energija yra nuo 1013 iki 1014 J ir siekia termobranduolinės megatoninės bombos energiją. Žaibas, dažniausiai linijinis, kelių kilometrų ilgio ir dešimčių centimetrų skersmens, reiškia iškrovas be elektrodų, nes susidaro įkrautų dalelių spiečiuje, paverčiant elektros energiją šilumine energija. Pagal vystymosi sąlygas perkūnija skirstoma į vidines ir priekines. Masinės audros virš žemyno kyla dėl vietinio oro šildymo iš žemės paviršiaus, dėl kurio joje vystosi kylančios vietinės konvekcijos srovės ir susidaro galingi kamuoliniai debesys. Todėl masinės perkūnijos sausumoje dažniausiai išsivysto po pietų. Virš jūrose palankiausios sąlygos konvekcijai vystytis stebimos naktį, o didžiausias dienos kursas patenka 4-5 valandą ryto.
Priekinės perkūnijos kyla frontalinėse atkarpose, t. y. ant ribos tarp šilto ir šalto oro masių ir nėra reguliarios kasdienės eigos. Vidutinio klimato juostos žemynuose jie dažniausi ir intensyviausi vasarą, sausringuose regionuose – pavasarį ir rudenį. Žiemos perkūnija pasitaiko išskirtiniais atvejais – slenkant ypač aštriems šaltiesiems frontams. Apskritai žiemos perkūnija yra labai retas reiškinys.
Perkūnija Žemėje pasiskirsto labai netolygiai: Arktyje jos pasitaiko kartą per kelerius metus, vidutinio klimato zonoje kiekviename atskirame taške būna kelios dešimtys dienų su perkūnija. Tropikai ir pusiaujo regionas yra griausmingiausi Žemės regionai ir vadinami „amžinų perkūnijų juosta“. Butensorgo vietovėje, Javos saloje, perkūnija siautėja 322 dienas per metus. Sacharos dykumoje perkūnijos beveik nėra. Tipiško griaustinio debesies elektrinė struktūra yra bipolinė – teigiami ir neigiami krūviai yra atitinkamai viršutinėje ir apatinėje debesies dalyje. Netoli debesies pagrindo, esant neigiamam krūviui, dažniausiai yra papildomas
teigiamas krūvis. Priklausomai nuo sąlygų (ypač nuo vietovės platumos), galimos skirtingos viršutinio teigiamo ir apatinio neigiamo krūvio vertės.
Elektrinis laukas debesyse atsiranda dėl erdvės krūvių pasiskirstymo, kurį sukuria visi tam tikrame debesyje esantys krūvininkai. Perkūnijos debesyse labai greitai susikaupia dideli erdviniai krūviai. Vidutinis erdvės krūvio tankis gali būti (0,3-3)10-C/m. Regionai, kuriuose yra didžiausias įkrovos tankis, yra kelių šimtų metrų dydžio. Tokiuose vietiniuose debesies tūriuose susidaro palankios sąlygos žaibams formuotis. Pagal šiuolaikines koncepcijas labiausiai paplitę tūriai, kurių didžiausias krūvio tankis (nehomogeniškumo zonos) yra 200-400 m.. Antžeminio žaibo kūrimo procesas susideda iš kelių etapų. Pirmajame etape zonoje, kurioje elektrinis laukas pasiekia pakankamą vertę, prasideda smūginė oro jonizacija. Laisvieji elektronai, kurių visada nedidelis kiekis ore, veikiami elektrinio lauko, įgauna didelį greitį žemės link ir, susidūrę su oro atomais, juos jonizuoja. Taigi atsiranda elektronų lavinos, kurios virsta elektros išlydžių gijomis, kurios yra gerai laidūs kanalai, kurie, susijungę, sukuria ryškų termiškai jonizuotą kanalą, turintį didelį laidumą - laiptuotą žaibo lyderį. Lyderio judėjimas į žemės paviršių vyksta kelių dešimčių metrų žingsniais, maždaug 510 m/sek greičiu, po to jo judėjimas sustoja kelioms dešimtims mikrosekundžių, o švytėjimas labai susilpnėja. Vėlesniame etape lyderis vėl pakyla kelias dešimtis metrų. Tuo pačiu metu ryškus švytėjimas dengia visus įveiktus žingsnius; tada vėl seka sustojimas ir švytėjimo susilpnėjimas. Šie procesai kartojasi lyderiui judant į žemės paviršių. Lyderiui judant link žemės, jo gale didėja įtampa ir jam veikiant iš Žemės paviršiuje išsikišusių objektų išstumiamas atsako stulpelis, jungiantis su lyderiu. Paskutiniame etape pagrindinė žaibo išlydis seka lyderio jonizuojamu kanalu. Pagrindiniam išlydžiui būdingos srovės nuo dešimčių iki šimtų tūkstančių amperų, ​​ryškumas, gerokai viršijantis lyderio ryškumą, ir didelis greitis.
apie
pirmyn, iš pradžių pasiekdamas maždaug 10 m/s, o pabaigoje mažėdamas iki 107 m/s. Kanalo temperatūra pagrindinio išleidimo metu gali viršyti 25 000 0C. Kanalo ilgis 1-10 km, skersmuo keli centimetrai. Praleidus srovės impulsą, susilpnėja kanalo jonizacija ir jo švytėjimas. 2.20 pav. parodyti trys žaibo vystymosi etapai. Šiame paveiksle: 1- perkūnijos debesis; 2 - laiptuoto lyderio kanalas; 3 - kanalo karūna; 4 - impulsinis vainikas ant kanalo galvutės; 5 - pagrindinė kategorija. Iš esmės galimi šie pagrindiniai būdai, kaip gauti elektros energiją iš žaibo išlydžių.
Dar 1928–1933 metais ant Generoso kalno Šveicarijoje 80 m aukštyje virš žemės paviršiaus buvo pakabintas metalinis tinklelis. Per perkūniją šis tinklas surinko krūvį, kurio pakaktų palaikyti 0,01 sekundės 4,5 m ilgio elektros lanką, kuris atitiko kelių dešimčių tūkstančių amperų srovės stiprumą ir 1 milijono voltų potencialų skirtumą. Iš pradžių buvo manoma, kad gauta dėl to
nustatymo įtampa, naudojama greitintuvuose įkrautoms dalelėms pagreitinti. Tačiau šios idėjos teko atsisakyti dėl stipriųjų

Ryžiai. 2.20. Trys žaibo vystymosi etapai

griaustinio debesų elektrinės būsenos kintamumas ir kol kas nesugebėjimas jos reguliuoti. Bandymai perkūnijos metu tekančią elektros srovę panaudoti antenose, iškeltose aukštai virš žemės paviršiaus kaitinamoms lempoms maitinti, taip pat kol kas nedavė ekonomiškai naudingo efekto.
Yra žinomi eksperimentai, kai dėl gilių sprogimų jūroje, po griaustinio debesimi vandens fontanus pakėlusius į maždaug 70 metrų aukštį, jūroje atsirado debesų iškrovos. Taip pat perkūnijos debesų išleidimai praktiškai buvo vykdomi žemės (jūros) paviršiuje vielos pagalba, kurią į debesį atgabeno raketa. Paprastai iškrovimas įvykdavo raketai pakilus į maždaug 100 m aukštį.Paaiškėjo, kad to pakako, kad į žemę būtų išmestas griaustinio debesis, kurio apatinis ribinis aukštis – apie kilometrą. Taip pat buvo bandoma sinchrotrone gautą protonų spindulį, taip pat lazerių pagalba, sukurti kanalą žaibai. Pagrindiniai šių metodų trūkumai yra keletas grynai techninių sunkumų. Buvo projektų, skirtų metalinių arba metalizuotų plokščių ir gijų išsklaidymo debesyse, atliekančių trumpojo jungimo laidininkų ir tuo pačiu mikro iškroviklių vaidmenį, kuriuose dėl savo elektrinio lauko buvimo debesyje potencialo kritimas. susidaro pakankamai korona iškrovai. Debesų sėjimo su kristalizuojančiais reagentais eksperimentai, siekiant pakeisti jų elektrinę būseną, parodė, kad esant tinkamoms sąlygoms

galima sukelti intensyvią debesies elektrifikaciją, o vienas iš būdų valdyti perkūnijos debesų elektrinę būseną yra susijęs su kristalizacijos proceso valdymu. Bet rezultatai tokių
poveikis galimybei sukelti didelės galios iškrovą dar nėra pakankamai nustatytas.
Rusijos energetikai pasiūlė žaibo energijos panaudojimo būdą, kurį sudaro žaibo užtaisų gaudymas per žaibolaidžius, elektra sujungtus su žemu laidininku, įžemintas per žaibo energijos ištraukimo įrenginį ir naudojant elektros energiją.
žaibo energiją bendrai kaupiant, o papildomai inicijuojant žaibo išlydžius, pavyzdžiui, lazeriniais spinduliuočiais, kurie sukuria beelektrodinio oro elektrinio suskaidymo zonas, kad sužadintų nuolat besivystantį kibirkštinio žaibo išlydžio lyderį, o energija pašalinama. per srovės kolektorių, pagamintą iš LC filtrų su diodiniais tilteliais rezonansinių grandinių.
Siūlomo įrenginio elektros grandinė parodyta 3.20 pav. Šiame paveikslėlyje: 1- žaibolaidžiai; 2 - žemyn laidininkas; 3- trijų sekcijų rezonansiniai LC filtrai; 4- bendra talpa; 5- automatinis jungiklis; 6 - pasipriešinimas nuliui; 7 - išėjimas vartotojui. Kiekvienas žaibolaidis pagamintas iš metalinio tinklelio, pakabinto virš žemės, pritvirtinto prie izoliatorių. Srovės kolektorius yra pagamintas iš daugiau nei dviejų lygiagrečiai sujungtų, nuosekliai sujungtų D pakopų, kurios užtikrina žaibo išlydžio srovės sumažėjimą. Kiekviena pakopa yra pagaminta iš trijų sekcijų rezonansinių LC filtrų, sujungtų bendra indukcine mova. Iš trijų nuosekliai sujungtų induktorių apvijų sudaroma bendra indukcinė mova, o kiekvienos pakopos išėjime prijungiamas atitinkamas tiltinis lygintuvas. Šiuo atveju tiltinių lygintuvų išėjimai yra sujungti lygiagrečiai ir prijungti prie bendros atminties talpos CH. „Teigiami“ išėjimai per lygintuvus diodus prijungiami prie bendros talpos Sn plokštelės. "Minusiniai" išėjimai prijungiami prie kitos akumuliacinės talpos CH plokštės, išėjimas iš CH prijungiamas prie vartotojo sistemos. Prie bendros akumuliacinės talpos SN išėjimo įrengiamas automatinis jungiklis, skirtas prijungti prie vartotojo arba
pasipriešinimas, panaikinantis sukauptą įkrovą iš visos atminties talpos.
Taip pat buvo pasiūlytas įrenginys, kuriame kaip žaibolaidis naudojamas vertikalus laidus vamzdis, izoliuotas nuo žemės, į kurio vidų aukštyn kojomis įkišamas storasienis dielektrinis puodelis, kad vamzdžio viršutinė dalis iškiltų virš puodelio kraštų. Ant vidinio puodelio sienelių paviršiaus padengiama įžeminta laidžioji danga. Žaibolaidis elektra prijungtas prie vieno transformatoriaus pirminės apvijos galo, kurio kitas galas įžemintas. Pirminės apvijos induktyvumas ir laidaus vamzdžio, stiklo sienelių ir laidžios dangos suformuota talpa sudaro lygiagrečią virpesių grandinę. Žaibo išlydį ant žaibolaidžio inicijuoja išplėstinis optinis gedimas, kurį sudaro impulsinio infraraudonųjų spindulių lazerio spindulys. Šildymo pluošto konfigūraciją ir kryptį sudaro valdomas dichroinis veidrodis,
esantis stiklo viduje. Šis veidrodis vienu metu veikia kaip optinio atmosferos skenavimo sistemos dalis, kuri yra būtina norint identifikuoti zonas su kritiniais įtampos gradientais apatinėje griaustinio debesų dalyje, naudojant žinomą optinio vietos nustatymo metodą. Energija, paimta iš antrinės transformatoriaus apvijos, naudojama visoms įrenginio sistemoms maitinti, o dalis jos gali būti perduota vartotojams. Prietaisas elektros energijai kaupti. Įrenginys, leidžiantis kaupti elektros energiją, išsiskiriančią žaibolaidyje, kai į jį trenkia, taip pat išgauti jos perteklių iš atmosferos tarp žaibo išlydžių, parodytas 4.20 pav. Šiame paveikslėlyje: 1- metalinis žaibolaidis; 2 - toroidinės ritės
induktyvumas; 3 - derantys elementai; 4 - įžeminimas. Kaip matyti iš aukščiau esančio paveikslo, šiame patentuotame įrenginyje yra vertikaliai sumontuotas, įžemintas žaibolaidis. Be to, žaibolaidis yra pagamintas iš metalinio laidininko, šalia kurio yra vienas ar keli elementai, skirti paimti elektros energiją.
Elektros energijos paėmimo elemente yra induktorius,
puslaidininkinis elementas ir talpa, sujungti nuosekliai, kad sudarytų vieną elektros grandinę. Šiame įrenginyje induktorius dedamas statmenai į bet kurią žaibolaidžio ašį einantį plokštumą ir yra pagamintas toroido pavidalu, kurio simetrijos ašis sutampa su žaibolaidžio ašimi.

Kinijos mokslininkai iš Atmosferos fizikos instituto sukūrė kiek kitokią žaibo energijos panaudojimo technologiją. Žaibui užfiksuoti bus naudojamos specialiais žaibolaidžiais aprūpintos raketos, kurios bus paleistos į griaustinio debesies centrą. Raketa „YL-1“ turi startuoti likus kelioms minutėms iki žaibo smūgio. „Patikrinimai parodė, kad paleidimų tikslumas siekia 70 proc.“, – teigė įrenginio kūrėjai. Žaibo energija, taip pat jo skleidžiama elektromagnetinė spinduliuotė bus naudojama genetiškai modifikuoti žemės ūkio pasėlius ir gaminti puslaidininkius. Be to, naujoji technologija žymiai sumažins ekonominę perkūnijos žalą.
Amerikiečių kompanija Alternative Energy Holdings (Alt-Holding) pasiūlė kitą būdą nemokamai panaudoti energiją. Bendrovės specialistai teigia, kad pavyko sukurti būdą, kaip surinkti ir panaudoti energiją, atsirandančią per elektros iškrovas perkūnijos debesyse. Projektas buvo pavadintas „Lightning Harvester“.
Nuo 2006 metų „eVolo“ kasmet rengia eVolo dangoraižių konkursą, kuriame dalyvauja architektai, projektuojantys ne tik daugiaaukščius pastatus, bet ir dangoraižius, pastatytus naudojant naujausias technologijas ir plačiau naudojant moderniausias medžiagas. Be to, konkurso organizatoriai pateiktus projektus vertina pagal jų ekologiškumą, kuriam skiriamas ypatingas dėmesys. Taigi šiemet Evolo dangoraižių konkursas 2011 laimėjo prizus už projektus LO2P Recycling Dangoraižis (dangoraižio perdirbimas Indijoje), Plokščias bokštas (alternatyvi energija) ir hidraulinė užtvanka, jungianti elektrinę, galeriją ir akvariumą. Tame pačiame konkurse grupė architektų ir inžinierių iš Serbijos pristatė neeilinį dangoraižio projektą, kuriame vandenilis gaminamas naudojant „dangišką“ elektrą. Serbijos komandos idėja pasirodė tokia įdomi, kad Khidra projektas buvo apdovanotas garbingu apdovanojimu, tačiau dabar jis užima vieną iš prizų. Tiesą sakant, „Hydra“ dangoraižis yra daugiaaukščio pastato projektas, kuris gaudys žaibus nuo perkūnijos galvų, praeinančių rajone. Be to, jų energiją numatoma panaudoti įprasto vandens atskyrimo (elektrolizės) į komponentus – vandenilį ir deguonį – procesui. Taigi ši struktūra, viena vertus, tarnaus kaip švarios energijos šaltinis, kita vertus, taps dar vienu deguonies tiekėju į Žemės atmosferą.
Atsižvelgdami į žaibo nenuspėjamumą ir nepastovumą, projekto autoriai pasiūlė keletą sprendimų, kurie padės pagerinti Khidr dangoraižio veikimą. Norint pritraukti kuo daugiau žaibo išlydžių, konstrukcija turi būti įrengta tuose planetos regionuose, kuriuose stebimas daugiausiai žaibų. Šios teritorijos apima kai kurias vietoves, esančias JAV (Floridoje), Venesueloje, Kolumbijoje, Indijoje (šių šalių šiaurinėje dalyje), Indonezijoje (Malakos pusiasalyje) ir Konge (Afrika). Šiose teritorijose kiekviename teritorijos kvadratiniame kilometre kasmet žaibuoja 50–70 ir daugiau. Be tinkamos vietos statyboms pasirinkimo, Khidros projekto statyba atviroje vietoje padidins sėkmingos žaibo medžioklės tikimybę. Todėl jei dangoraižis yra dideliame mieste, jis turėtų tapti aukščiausiu metropolijos pastatu. Priešingu atveju dalį žaibo tiesiog pritrauks kaimyniniai aukštesni dangoraižiai ar bokštai. Kaip, pavyzdžiui, pastebima su Empire State Building (aukščiausiu pastatu Niujorke), kuris kasmet sulaukia tik apie 20 žaibų.
Be to, kad sunku iš anksto nuspėti, kiek žaibų galės sugauti Serbijos „dangoraižis“, projektas turi ir daug kitų neįveikiamų problemų. Tai yra aukšta darbinė temperatūra (iki 27 000 ° C) ir didžiulė žaibo išlydžių srovė (iki 200 000 A), kuri iškels didžiausius reikalavimus naudojamoms medžiagoms, taip pat poreikis sukurti didžiulės talpos kondensatorius ir su precedento neturinčiomis savybėmis.
Tačiau prieš atmosferinei elektrai patenkant į pramonės tinklą, ji turi būti paversta pramoniniu standartu: kintamoji srovė, kurios dažnis yra 50–60 hercų, o įtampa 220–550 voltų (skirtingų šalių elektros tinklams šie parametrai skiriasi) . Tai yra, neužtenka tik nusiųsti žaibo smūgį į diską. Skirtingu metu buvo pasiūlyti įvairūs šios problemos sprendimai, įskaitant požeminius vandens rezervuarus. Veikiamas elektros iškrovos energijos, vanduo turėtų virsti garais, kurie, pasak patento autorių (o tokia schema buvo patentuota JAV praėjusio amžiaus 60-aisiais), turėtų sukti turbinos mentes, kaip ir klasikinėse šiluminėse ir atominėse elektrinėse. Tačiau tokių generatorių efektyvumas yra itin žemas. Šiuo metu yra sukurti galingi elektriniai kondensatoriai - didelės talpos saugojimo įrenginiai, galintys kaupti sukauptą energiją mėnesius ir kintamosios srovės keitikliai ant greitųjų tiristorių, kurių efektyvumas artėja prie 85%. Antroji problema – santykinis perkūnijų nenuspėjamumas ir netolygus jų pasiskirstymas. Žinoma, didžiausias perkūnijos aktyvumas pastebimas arčiau pusiaujo, tačiau šiose platumose vykstantys iškrovos dažniausiai būna ne tarp griaustinio debesies ir žemės, o tarp debesų ar debesies dalių. Žinoma, Centrinėje Afrikoje yra didžiulė teritorija, kurioje per metus į kvadratinį kilometrą įvyksta daugiau nei 70 žaibų. Tokios zonos yra JAV: Kolorado ir Floridos valstijose. Bet vis tiek tai gana vietinės vietovės. Tuo tarpu atmosferos elektra teoriškai prieinama bet kurioje planetos vietoje.
Specialistai, dirbantys su JAV atogrąžų kritulių matavimo misijos (TRMM) palydovu, paskelbė ataskaitą apie vieną iš savo naujausių pasiekimų. Po daugelio metų stebėjimų TRMM sudarė pasaulio žaibo dažnio žemėlapį, atsižvelgdama į akinančių iškrovų skaičių kiekviename tam tikros srities kvadratiniame kilometre per metus. Centrinėje Afrikos žemyno dalyje yra zona, kurioje per metus viename kvadratiniame kilometre įvyksta daugiau nei 70 žaibo smūgių. Būtent ten planuojama statyti „žaibo“ gamyklą. Tuo pačiu kūrėjai mano, kad žaibo elektrinė atsipirks per 4-7 metus.
Pažymėtina, kad nepaisant gana gerai ištirto žaibo išlydžių formavimosi ir formavimosi pobūdžio, laikui bėgant atsiranda naujų eksperimentinių duomenų. Taigi 1989 metais buvo atrastas naujas jų tipas – didelio aukščio elektros iškrovos, arba spraitai. Šios iškrovos susidaro jonosferoje ir smogia iš viršaus į apačią, perkūnijos debesų link 40-50 km atstumu, tačiau jų nepasiekusios išnyksta. Dar keistesnius žaibus pastebėjo Taivano nacionalinio Chen Kun universiteto mokslininkai per kelias perkūnijas virš Pietų Kinijos jūros 2002 m. Atmosferos elektros iškrovos mušė ne žemyn, o aukštyn – iš perkūnijos debesų į viršutinius atmosferos sluoksnius. Išsišakojęs žaibas turėjo milžiniškus matmenis: 80 km ilgio šviečiantys zigzagai pakilo 95 km. Iškrovos truko mažiau nei sekundę ir buvo lydimos žemo dažnio radijo spindulių.
testo klausimai
Koks gamtos reiškinys vadinamas „perkūnija“?
Dėl kokio reiškinio vyksta debesų elektrifikacija?
Koks yra žemės žaibo kūrimo procesas?
Kokie iš esmės galimi elektros energijos gavimo iš žaibo išlydžių būdai?
Kokius prietaisus buvo pasiūlyta naudoti kaip žaibolaidį?
Kuriose mūsų planetos vietose stebima daugiausiai žaibų?
Kuriose pasaulio šalyse bus pradėta naudoti žaibo energija?

Perkūnijos energija vis dar yra tik teorinė kryptis. Technikos esmė – užfiksuoti žaibo energiją ir nukreipti ją į elektros tinklą. Šis energijos šaltinis yra atsinaujinantis ir reiškia alternatyvų, t.y. saugi aplinkai.

Žaibo formavimosi procesas yra labai sudėtingas. Iš pradžių iš elektrifikuoto debesies į žemę veržiasi lyderio iškrova, kurią suformavo elektroninės lavinos, kurios susiliejo į iškrovas (streamerius). Ši iškrova palieka karštą jonizuotą kanalą, kuriuo pagrindinė žaibo išlydis juda priešinga kryptimi, atplėšta nuo Žemės galingo elektrinio lauko. Per sekundės dalį procesas kartojamas keletą kartų. Pagrindinė problema yra sugauti iškrovą ir nukreipti ją į tinklą.

Benjaminas Franklinas taip pat ieškojo dangiškos elektros. Per perkūniją jis paleido aitvarą į debesį ir suprato, kad renka elektros krūvį.

Žaibo energija yra 5 milijardai džaulių grynos energijos vienu smūgiu, o tai prilygsta 145 litrams benzino. Manoma, kad 1 žaibo trenksme yra toks energijos kiekis, kurį visi JAV gyventojai sunaudoja per 20 minučių.

Kasmet visame pasaulyje registruojama apie 1,5 mlrd. Žaibas į Žemės paviršių trenkia maždaug 40-50 kartų per sekundę.

Eksperimentai

2006 m. lapkričio 11 d. „Alternative Energy Holdings“ paskelbė apie savo sėkmę kuriant prototipą, galintį parodyti žaibo „pagaudymą“ ir paversti jį „buitine“ elektra. Bendrovė teigė, kad dabartinio pramoninio analogo atsipirkimas bus 4–7 metai, kai mažmeninė kaina yra 0,005 USD už 1 kWh. Deja, projekto vadovybė po daugybės praktinių eksperimentų buvo priversta pranešti apie nesėkmę. Tada Martinas A. Umani palygino žaibo energiją su atominės bombos energija.

2013 metais Sautamptono universiteto darbuotojai laboratorinėmis sąlygomis imitavo dirbtinį užtaisą, visais parametrais panašų į natūralios kilmės žaibą. Palyginti paprastos įrangos dėka mokslininkams pavyko ją „pagauti“ ir vos per kelias minutes pilnai įkrauti išmaniojo telefono bateriją.

perspektyvą

Žaibo fermos – vis dar svajonė. Jie taptų neišsenkamais aplinkai draugiškais labai pigios energijos šaltiniais. Šios energetikos srities plėtrą stabdo keletas esminių problemų:

• Perkūnijos laiko ir vietos nuspėti neįmanoma. Tai reiškia, kad net ten, kur nustatytas žaibo smūgių maksimumas, reikia įrengti nemažai „spąstų“;
• žaibas – tai trumpalaikis energijos pliūpsnis, kurio trukmė lygi sekundės dalims ir jį reikia įvaldyti labai greitai. Šiai problemai išspręsti reikalingi galingi kondensatoriai, kurių dar nėra, o jų kaina greičiausiai bus labai didelė. Taip pat galite pritaikyti įvairias virpesių sistemas su 2 ir 3 tipo grandinėmis, leidžiančiomis suderinti apkrovą su vidine generatoriaus varža;
• iškrovos galia taip pat labai skiriasi. Dauguma žaibų yra 5-20 kA, tačiau yra 200 kA srovės blyksnių, ir kiekvieną iš jų reikia nustatyti iki 220 V ir 50-60 Hz kintamosios srovės standarto;
• žaibas yra neigiamas, susidaręs iš energijos, susikaupusios apatinėje debesies dalyje, ir teigiamas, susikaupęs jo viršutinėje dalyje. Įrengiant žaibo fermą taip pat reikėtų atsižvelgti į šį veiksnį. Be to, norint pagauti teigiamą krūvį, reikės energijos, tai įrodo Čiževskio sietyno pavyzdys;
• įkrautų jonų tankis 1 kubiniame metre atmosferos mažas, oro pasipriešinimas didelis. Atitinkamai, tik jonizuotas elektrodas, maksimaliai iškilęs virš žemės paviršiaus, gali „pagauti“ žaibą, tačiau pagauti energiją gali tik mikrosrovių pavidalu. Jei pakelsite elektrodą per arti įelektrintų debesų, tai gali išprovokuoti žaibą, t.y. atsiras trumpalaikis, bet galingas įtampos šuoliai, dėl kurio suges žaibo ūkio įranga.

Nepaisant akivaizdžių sunkumų, žaibo fermų kūrimo idėja gyva: žmonija tikrai nori prisijaukinti gamtą ir gauti prieigą prie didžiulių atsinaujinančios energijos atsargų.

Kiekvienas, kuris kada nors skaitė apie didžiules įtampų ir srovių reikšmes linijinio žaibo kanale, pagalvojo: ar įmanoma kaip nors sugauti šiuos žaibus ir perduoti juos į energijos tinklus? Šaldytuvams, lemputėms, skrudintuvams ir kitoms skalbimo mašinoms maitinti. Kalbos apie tokias stotis sklando jau ne pirmus metus, tačiau gali būti, kad kitais metais pagaliau pamatysime veikiantį „žaibo rinkėjo“ pavyzdį.

Kapstydamiesi fantastinėje literatūroje, tikriausiai galite užklysti ant kažko panašaus. Taip, ir, mūsų nuomone, įvairių patentinių paraiškų šia tema buvo pateikta daug. Tik dabar tikrojo įsikūnijimo nematyti.

Čia yra daug problemų. Žaibas, deja, yra pernelyg nepatikimas elektros energijos tiekėjas. Vargu ar galima iš anksto nuspėti, kur įvyks perkūnija. O laukti jos vienoje vietoje – ilgai. Be to, žaibas yra šimtų milijonų voltų įtampa ir didžiausia srovė iki 200 kiloamperų (kai kuriais išmatuotais žaibais; paprastai 5-20 kiloamperų).

Norint „maitintis“ žaibais, akivaizdu, kad jų energiją reikia kur nors kaupti tas tūkstantąsias sekundės dalis, kol trunka pagrindinė iškrovos fazė (žaibo trenksmas, kuris atrodo akimirksniu, iš tikrųjų susideda iš kelių fazių), o tada lėtai. duoti jį į tinklą, tuo pačiu metu transformuojant į standartinę 220 voltų ir 50 arba 60 hercų kintamąją įtampą.

Atkreipkite dėmesį, kad žaibo išlydžio metu vyksta gana sudėtingas procesas. Pirma, iš debesies į žemę veržiasi lyderio iškrova (nelaikome debesies žaibo), kurią sudaro elektronų lavinos, kurios susilieja į iškrovas, dar vadinamas streameriais. Lyderis sukuria karštą jonizuotą kanalą, kuriuo pagrindinė žaibo išlydis, stipraus elektrinio lauko nuplėštas nuo Žemės paviršiaus, teka priešinga kryptimi.

Tačiau reikia pridurti ir tai, kad tie žaibai, kurie bėga tarp debesų ir žemės, skirstomi į du „veidrodinius“ tipus: vienus sukelia neigiami iškrovimai, besikaupiantys apatinėje griaustinio debesies dalyje, o kiti – teigiamų iškrovų. kaupiasi jo viršutinėje dalyje. Tiesa, antrojo tipo išlydimai pasitaiko nuo 4 (vidurinėse platumose) iki 17 (tropikuose) kartų mažiau nei pirmojo tipo išlydžių (neigiamas žaibas). Tačiau į šį skirtumą vis tiek reikia atsižvelgti projektuojant dangiškos elektros kolektorius.

Deja, žaibų ūkių šalininkai pamiršta paminėti, kad šimtai plieninių bokštų, kurių gali prireikti efektyviai surinkti nemažą dalį žaibo smūgių per perkūniją padorioje vietoje, niekaip nepapuoš šios teritorijos (nuotraukoje - tik keli plieniniai stiebai, Arek Daniel nuotrauka).

Kaip matote, yra daug problemų. Ar tada apskritai verta maišytis su žaibais? Jei tokią stotį pastatysite toje vietoje, kur žaibas trenkia daug dažniau nei įprastai, tikriausiai bus kažkokia prasmė. Remiantis kai kuriais pranešimais, esant vienai stipriai perkūnijai, nuolat vienam po kito trenkiant žaibai, gali išsiskirti toks energijos kiekis, kurio užtenka 20 minučių aprūpinti elektros energija visas JAV.

Žinoma, kad ir kokią žaibų gaudymo stotį sugalvotume, jos efektyvumas konvertuojant srovę bus toli gražu ne 100%, ir, matyt, nepavyks sugauti visų žaibo, kuris trenkė šalia žaibo. žaibo ferma.

Bet vis tiek, jei perkūnija virš stoties pasitaikydavo bent kartą per savaitę... Palaukite, bet kuriuo metu mūsų planetoje siautėja 2000 perkūnijų! Gundanti?

Taip. Tik šios perkūnijos pasiskirsto tokiame dideliame plote, kad perspektyvos gaudyti žaibus „už uodegos“ iškart tampa miglotos.

Kita vertus, perkūnija Žemėje vyksta labai netolygiai. Pavyzdžiui, amerikiečių novatoriai, galvojantys apie žaibų rinkimą, jau seniai dairosi Floridos link: čia yra vietovė, garsi kaip vieta, kurią tiesiog renkasi dangiškos strėlės.

Afrikai pasisekė dar labiau. Kaip tik kitą dieną su Amerikos atogrąžų kritulių matavimo misijos (TRMM) palydovu dirbantys specialistai paskelbė ataskaitą apie vieną naujausių šio palydovo pasiekimų.

Atlikęs ilgalaikius stebėjimus, TRMM (žinoma, specialistų rankomis) „sudarė“ pasaulio žaibų dažnio žemėlapį, nuspalvindamas vieną ar kitą Žemės dalį pagal akinančių iškrovų, atsirandančių kiekvienoje vietoje, skaičių. kvadratinių kilometrų tam tikro ploto per metus.

Kaip matyti iš paveikslo, Afrikos žemyno centrinėje dalyje yra gana didelis plotas, kuriame per metus žaibų trenkia daugiau nei 70 kvadratinių kilometrų!

Žaibo dažnis pasaulyje. Dešinėje esanti skalė sugraduota vienetais kvadratiniam kilometrui per metus, skaičiuojant per 11 metų stebėjimų iš TRMM palydovo (NASA / MSFC iliustracija).

Tiesa, žvelgiant į šį žemėlapį reikėtų atsižvelgti į tai, kad tropikuose ir arčiau pusiaujo didelė dalis visų žaibų įvyksta tarp debesų ar skirtingų vieno debesies dalių, o vidutinėse platumose atvirkščiai. , nemaža dalis viso žaibo žaibo yra „įžeminti“ išlydžiai. Pasirodo, Rusijai ne viskas prarasta, o Centrinė Afrika (dėl didelio bendro žaibo smūgių skaičiaus) gali tikėtis sėkmės nuimdama tokį egzotišką derlių.

Tačiau kol kas vis daugiau išradėjų iš JAV sugalvoja tokius projektus.

Pavyzdžiui, amerikiečių bendrovė „Alternative Energy Holdings“, dalindamasi savo plėtros planais, praneša, kad pasaulį pradžiugins aplinkai nekenksminga jėgaine, kuri generuoja srovę už juokingą 0,005 USD už kilovatvalandę kainą.

Kaip tiksliai įmonė ketina surinkti iškrovų energiją, nenurodoma. Galima tik daryti prielaidą, kad kalbame apie žaibolaidžius, aprūpintus milžiniškais superkondensatorių ir įtampos keitiklių rinkiniais.

Beje, įvairiais laikais įvairūs išradėjai siūlydavo pačius neįprastiausius kaupimo įrenginius – nuo ​​požeminių rezervuarų su metalu, kuris ištirptų nuo žaibo įkritimo į žaibolaidį ir šildytų vandenį, kurio garai suktų turbiną, iki elektrolizatorių, skaidančių vandenį į deguonį. o vandenilis žaibo iškrovomis . Tačiau manome, kad bent šiek tiek sėkmės slypi paprastesnėse sistemose.

Vis dėlto pažiūrėkime. Malonu, kad „Alternative Energy Holdings“ neapsiriboja vien bendromis diskusijomis apie šviesią (tolimą) žaibo energijos ateitį, bet deklaruoja, kad jau 2007 metais pastatys pirmąjį veikiantį tokios stoties, galinčios kaupti žaibo išlydžių energiją, prototipą. .

Įmonė kitąmet ketina išbandyti jo įrengimą perkūnijos sezono metu (tai yra vasarą), vienoje iš vietų, kur žaibai vaikščioja dažniau nei įprastai. Tuo pačiu metu pavaros kūrėjai optimistiškai tiki, kad žaibo elektrinė atsipirks per 4-7 metus.

Perkūnijos energija– tai savotiška alternatyvi energija, kuri turėtų „pagauti“ žaibo energiją ir nusiųsti ją į elektros tinklą. Toks šaltinis yra begalinis išteklius, kuris nuolat atkuriamas. Žaibas yra sudėtingas elektrinis procesas, suskirstytas į keletą tipų: neigiamą ir teigiamą. Pirmojo tipo žaibas kaupiasi apatinėje debesies dalyje, o kitas, atvirkščiai, kaupiasi viršutinėje dalyje. Norint „pagauti“ ir išlaikyti žaibo energiją, reikia naudoti galingus ir brangius kondensatorius, taip pat įvairias virpesių sistemas, turinčias antros ir trečios rūšies grandines. Tai būtina norint suderinti ir tolygiai paskirstyti apkrovą su veikiančio generatoriaus išorine varža.

Perkūnijos energija kol kas yra nebaigtas ir iki galo nesusiformavęs projektas, nors ir gana perspektyvus. Patrauklus yra gebėjimas nuolat atsinaujinti išteklius. Labai svarbu, kiek galios gaunama iš vienos iškrovos, kuri prisideda prie pakankamo energijos kiekio pagaminimo (apie 5 mln. džaulių grynosios energijos, tai prilygsta 145 litrams benzino).

Žaibo kūrimo procesas

Žaibo išlydžio kūrimo procesas yra labai sudėtingas ir techninis. Pirmiausia iš debesies į žemę siunčiama lyderio iškrova, kurią formuoja elektroninės lavinos. Šios lavinos sujungiamos į iškrovas, kurios vadinamos „streameriais“. Lyderio išlydis sukuria karštą jonizuotą kanalą, kuriuo priešinga kryptimi juda pagrindinė žaibo išlydis, kuri stipraus elektrinio lauko impulsu išbėga nuo mūsų planetos paviršiaus. Tokios sisteminės manipuliacijos gali kartotis kelis kartus iš eilės, nors mums gali atrodyti, kad praėjo vos kelios sekundės. Todėl žaibo „gaudymo“, jo energijos pavertimo srove ir vėlesniu saugojimu procesas yra toks sudėtingas.

Problemos

Yra šie žaibo energijos aspektai ir trūkumai:

• Energijos šaltinio nepatikimumas. Dėl to, kad neįmanoma numatyti, kur ir kada žaibas įvyks, gali kilti problemų kuriant ir gaunant energiją. Tokio reiškinio kintamumas daro didelę įtaką visos idėjos reikšmingumui.
• Maža iškrovimo trukmė.Žaibo iškrova atsiranda ir trunka kelias sekundes, todėl labai svarbu greitai reaguoti ir jį „pagauti“.
• Poreikis naudoti kondensatorius ir virpesių sistemas. Nenaudojant šių prietaisų ir sistemų neįmanoma visiškai priimti ir transformuoti perkūnijos energijos.
• Šalutinės problemos su „gaudant“ mokesčius. Dėl mažo įkrautų jonų tankio susidaro didelis oro pasipriešinimas. Galite „pagauti“ žaibą naudodami jonizuotą elektrodą, kuris turi būti kuo aukščiau pakeltas virš žemės (jis gali „pagauti“ energiją tik mikrosrovių pavidalu). Jei pakelsite elektrodą per arti elektrifikuotų debesų, tai išprovokuos žaibo atsiradimą. Toks trumpalaikis, bet galingas įkrovimas gali sukelti skaitinius žaibo elektrinės gedimus.
• Brangi visos sistemos ir įrangos kaina. Perkūnijos energija dėl savo specifinės struktūros ir nuolatinio kintamumo reiškia, kad reikia naudoti įvairią įrangą, kuri yra labai brangi.
• Srovės konvertavimas ir paskirstymas. Dėl įkrovų galios kintamumo gali kilti problemų dėl jų paskirstymo. Vidutinė žaibo galia yra nuo 5 iki 20 kA, tačiau pasitaiko blyksnių, kurių srovė siekia iki 200 kA. Bet koks įkrovimas turi būti paskirstytas žemesnei 220 V arba 50–60 Hz kintamajai galiai.

Eksperimentai su žaibo elektrinių įrengimu

2006 m. spalio 11 d. buvo paskelbtas sėkmingas žaibo elektrinės modelio prototipo, galinčio „pagauti“ žaibą ir paversti jį švaria energija, projektavimas. Tokiais pasiekimais galėtų pasigirti „Alternative Energy Holdings“. Inovatyvus gamintojas pastebėjo, kad tokia gamykla galėtų išspręsti kelias aplinkosaugos problemas, taip pat gerokai sumažinti energijos gamybos sąnaudas. Bendrovė teigia, kad tokia sistema atsipirks per 4-7 metus, o „žaibo fermos“ galės gaminti ir parduoti elektrą, kuri skiriasi nuo tradicinių energijos šaltinių savikainos (0,005 USD už kW/metus).

Saungthampt universiteto darbuotojai 2013 metais laboratorijoje imitavo dirbtinio žaibo užtaisą, kuris savo savybėmis yra identiškas natūralios kilmės žaibui. Naudodami paprastą įrangą mokslininkams pavyko „pagauti“ įkrovą ir juo įkrauti mobiliojo telefono bateriją.

Žaibo aktyvumo tyrimai, žaibo dažnių žemėlapiai

NASA specialistai, dirbantys su Tropical Storm Measurement Mission palydovu, 2006 m. atliko perkūnijos veiklos įvairiose mūsų planetos vietose tyrimus. Vėliau buvo paskelbti duomenys apie žaibo atsiradimo dažnumą ir atitinkamo žemėlapio sukūrimą. Tokie tyrimai parodė, kad yra tam tikrų regionų, kuriuose per metus įvyksta iki 70 žaibo (vienam kvadratiniam kilometrui).

Perkūnija yra sudėtingas elektrostatinis atmosferos procesas, kurį lydi žaibas ir griaustinis. Perkūnijos energija yra perspektyvi alternatyvi energija, galinti padėti žmonijai atsikratyti energetinės krizės ir aprūpinti ją nuolat atsinaujinančiais ištekliais. Nepaisant visų šios energijos rūšies privalumų, yra daug aspektų ir veiksnių, neleidžiančių aktyviai gaminti, naudoti ir kaupti tokios kilmės elektros energijos.

Dabar mokslininkai visame pasaulyje tiria šį sudėtingą procesą ir kuria planus bei projektus, kaip pašalinti susijusias problemas. Galbūt, laikui bėgant, žmonija artimiausiu metu sugebės prisijaukinti „užsispyrusią“ žaibo energiją ir ją apdoroti.