Dikush mbledh energji nga rrufeja. Pajisja për akumulimin e energjisë elektrike të rrufesë

bllok me qira

Energji alternative- një grup mënyrash premtuese për marrjen, transmetimin dhe përdorimin e energjisë, të cilat nuk janë aq të përhapura sa ato tradicionale, por janë me interes për shkak të përfitimit të përdorimit të tyre me, si rregull, një rrezik të ulët të dëmtimit të mjedisit.

energji diellore

Instalime të ndryshme diellore përdorin rrezatimin diellor si një burim alternativ të energjisë. Rrezatimi diellor mund të përdoret si për nevojat e furnizimit me ngrohje ashtu edhe për prodhimin e energjisë elektrike (duke përdorur qeliza fotovoltaike).

Përparësitë e energjisë diellore përfshijnë rinovimin e këtij burimi energjie, pa zhurmë, mungesën e emetimeve të dëmshme në atmosferë gjatë përpunimit të rrezatimit diellor në lloje të tjera të energjisë.

Disavantazhet e energjisë diellore janë varësia e intensitetit të rrezatimit diellor nga ritmi ditor dhe sezonal, si dhe nevoja për sipërfaqe të mëdha për ndërtimin e termocentraleve diellore. Gjithashtu, një problem serioz mjedisor është përdorimi i substancave helmuese dhe toksike në prodhimin e qelizave fotovoltaike për sistemet diellore, gjë që krijon problemin e asgjësimit të tyre.

Energjia e erës

Një nga burimet më premtuese të energjisë është era. Parimi i funksionimit të një gjeneratori të erës është elementar. Forca e erës përdoret për të drejtuar rrotën e erës. Ky rrotullim nga ana tjetër transmetohet në rotorin e gjeneratorit elektrik.

Avantazhi i një gjeneratori të erës është, para së gjithash, se në vendet me erë, era mund të konsiderohet një burim i pashtershëm energjie. Përveç kësaj, turbinat e erës, duke prodhuar energji, nuk e ndotin atmosferën me emetime të dëmshme.

Disavantazhet e pajisjeve për prodhimin e energjisë së erës përfshijnë ndryshueshmërinë e fuqisë së erës dhe fuqinë e ulët të një gjeneratori të vetëm të erës. Gjithashtu, turbinat me erë janë të njohura për prodhimin e shumë zhurmave, si rezultat i së cilës po tentojnë të ndërtohen larg vendit ku jetojnë njerëzit.

energjia gjeotermale

Një sasi e madhe e energjisë termike ruhet në thellësitë e Tokës. Kjo për faktin se temperatura e bërthamës së Tokës është jashtëzakonisht e lartë. Në disa vende të globit ka një lëshim të drejtpërdrejtë të magmës me temperaturë të lartë në sipërfaqen e Tokës: zona vullkanike, burime të nxehta uji ose avulli. Energjia e këtyre burimeve gjeotermale propozohet të përdoret si burim alternativ nga mbështetësit e energjisë gjeotermale.

Burimet gjeotermale përdoren në mënyra të ndryshme. Disa burime përdoren për furnizim me ngrohje, të tjera për gjenerimin e energjisë elektrike nga energjia termike.

Përparësitë e burimeve të energjisë gjeotermale përfshijnë pashtershmërinë dhe pavarësinë nga koha e ditës dhe stina.

Aspektet negative përfshijnë faktin se ujërat termale janë shumë të mineralizuar, dhe shpesh edhe të ngopur me komponime toksike. Kjo e bën të pamundur shkarkimin e ujërave termale të mbeturinave në trupat ujorë sipërfaqësorë. Prandaj, ujërat e zeza duhet të pompohen përsëri në akuiferin nëntokësor. Përveç kësaj, disa sizmologë kundërshtojnë çdo ndërhyrje në shtresat e thella të Tokës, me argumentin se kjo mund të provokojë tërmete.

Energjia e stuhive

Energjia e stuhive është një mënyrë për të përdorur energjinë duke kapur dhe ridrejtuar energjinë. rrufeja në rrjetin elektrik. Alternative Energy Holdings njoftoi më 11 tetor 2006 se ata kanë krijuar një model prototip që mund të përdorë energjinë e rrufesë. Avantazhi: Rrufejaështë energji e pastër dhe aplikimi i saj jo vetëm që do të eliminojë rreziqet e shumta mjedisore, por do të ulë ndjeshëm edhe koston e prodhimit të energjisë.

Probleme në fuqinë e rrufesë

Rrufeja është një burim energjie shumë jo i besueshëm, pasi është e pamundur të parashikohet paraprakisht se ku dhe kur do të ndodhë një stuhi.

Një problem tjetër i energjisë së rrufesë është se shkarkimi i rrufesë zgjat një pjesë të sekondës dhe, si rezultat, energjia e saj duhet të ruhet shumë shpejt. Kjo do të kërkojë kondensatorë të fuqishëm dhe të shtrenjtë. Mund të përdoren gjithashtu sisteme të ndryshme osciluese me qarqe të llojit të dytë dhe të tretë, ku është e mundur të përputhet ngarkesa me rezistencën e brendshme të gjeneratorit.

Rrufeja është një proces kompleks elektrik dhe ndahet në disa lloje: negative - që grumbullohet në pjesën e poshtme të resë dhe pozitive - grumbullohet në pjesën e sipërme të resë. Kjo gjithashtu duhet të merret parasysh kur krijoni një fermë rrufeje.

Energjia e baticës dhe rrjedhës

Një burim disproporcionalisht më i fuqishëm i rrjedhave të ujit janë zbaticat dhe rrjedhat. Është llogaritur se baticat potencialisht mund t'i japin njerëzimit afërsisht 70 milion miliardë kilovat-orë në vit. Për krahasim: kjo është pothuajse e njëjtë me rezervat e eksploruara të qymyrit të fortë dhe të murrmë, të marra së bashku, janë në gjendje të prodhojnë;

Projektet e hidrocentraleve baticore janë zhvilluar në detaje në aspektin inxhinierik, të testuara eksperimentalisht në disa vende, duke përfshirë këtu, në Gadishullin Kola. Madje është menduar edhe një strategji për funksionimin optimal të TEC-it: të grumbullohet uji në rezervuarin pas digës gjatë baticave dhe të shpenzohet për prodhimin e energjisë elektrike kur ka një "konsum kulmin" në sistemet e unifikuara energjetike, duke reduktuar kështu ngarkesës në termocentrale të tjera.

biokarburanteve

Lëng: bioetanol.

Zhvillimi i teknologjive për prodhimin e bioetanolit të gjeneratës së dytë hap perspektiva të reja në tregjet për karburantet e prodhuara nga lëndë të para biologjike të lira dhe, përveç kësaj, lejon zgjidhjen e problemeve të depozitimit të mbetjeve. Etanoli i përdorur si një aditiv kontribuon në një djegie më të plotë të benzinës dhe redukton monoksidin e karbonit dhe emetimet toksike me 30%, dhe emetimet e përbërjeve organike të paqëndrueshme me 25%. Kështu, përdorimi i tij redukton barrën teknogjenike në mjedis.Përparësia e biogazit në krahasim me gazin natyror është se mund të prodhohet nga lëndët e para vendase edhe në vendbanimet më të largëta, d.m.th. bën të mundur sigurimin e karburantit në rajone të vështira për t'u aksesuar dhe të kushtueshme përsa i përket organizimit të infrastrukturës së transportit të gazit. Përveç kësaj, prodhimi i biogazit bën të mundur zgjidhjen e problemit të depozitimit të mbetjeve, i cili është serioz për prodhimin bujqësor dhe ushqimor, gjatë përpunimit të të cilave, përveç biogazit, fitohen nxehtësi dhe plehra organike. Përveç kësaj, përdorimi i biogazit redukton emetimet e gazeve serrë.

Të ngurta: mbetjet e drurit dhe biomasa (patate të skuqura druri, fishekë (peleta karburanti) nga druri, lëvozhgë, kashtë, etj., briketa karburanti) i përdorin ato për ngrohje dhe transport në distanca të gjata.

I gaztë: HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7" \o "Biogaz" biogaz, gaz sintetik .

Avantazhi i biogazit në krahasim me gazin natyror është se ai mund të prodhohet nga lëndët e para lokale edhe në vendbanimet më të largëta, d.m.th. bën të mundur sigurimin e karburantit në rajone të vështira për t'u aksesuar dhe të kushtueshme përsa i përket organizimit të infrastrukturës së transportit të gazit. Përveç kësaj, prodhimi i biogazit bën të mundur zgjidhjen e problemit të depozitimit të mbetjeve, i cili është serioz për prodhimin bujqësor dhe ushqimor, gjatë përpunimit të të cilave, përveç biogazit, fitohen nxehtësi dhe plehra organike. Përveç kësaj, përdorimi i biogazit redukton emetimet e gazeve serrë.

Shkarko

Një stuhi është një fenomen atmosferik në të cilin ndodhin shkarkime elektrike të shumta të shkëndijës në retë kumulus të vendosura në një lartësi prej 7-15 km - vetëtima, të shoqëruara nga bubullima, shira, breshër dhe erë e shtuar. Sipas koncepteve moderne, elektrifikimi i reve ndodh për shkak të fërkimit të kristaleve të akullit kundër një përzierjeje të avullit të ujit dhe pikave të vogla të ujit. Ndarja e ngarkesave elektrike dhe formimi i një fushe elektrike ndodh vetëm me rryma vertikale intensive ngjitëse dhe zbritëse.
Për një problem më të qartë të përdorimit të energjisë së shkarkimeve të rrufesë, le të ndalemi shkurtimisht në pikëpamjet kryesore moderne mbi fenomenet e rrufesë. Aktualisht, çështja nuk është zgjidhur përfundimisht, për shkak të së cilës pikat e ujit dhe kristalet e akullit në retë e bubullimave marrin një ngarkesë. Një grup shkencëtarësh besojnë se pikat dhe kristalet e akullit kapin një ngarkesë nga ajri, një grup tjetër beson se ato ngarkohen për shkak të shkëmbimit të ngarkesës gjatë kontaktit me njëri-tjetrin. Si rezultat i studimeve eksperimentale, u zbulua se pjesa ujore e resë shtrihet nga skaji i poshtëm i resë së bubullimës deri në shtresën me temperaturë 00C. Në rajonin me temperatura nga 00C deri në 150C, uji dhe akulli bashkëjetojnë, dhe nën 150C reja zakonisht përbëhet vetëm nga kristale akulli. Pjesa pikëzore e resë ka kryesisht ngarkesë negative, ndërsa pjesa e saj e akullt ka ngarkesë pozitive. Në gjerësitë gjeografike të mesme, qendra e ngarkesës negative të një reje të bubullimës ndodhet në një lartësi prej rreth 3 km, dhe qendra e ngarkesës pozitive është afërsisht në një lartësi prej 6 km. Fuqia e fushës elektrike brenda një reje bubullimore është 100-300 volt/cm, por para një shkarkimi rrufeje në disa vëllime të vogla mund të arrijë deri në 1600 volt/cm. Procesi i stuhive është i pamundur pa ndarjen e ngarkesave në re me konvekcion. Fusha e konvekcionit në retë ndahet në disa qeliza (deri në 8 në disa stuhi). Çdo qelizë konvektive kalon nëpër një fazë të origjinës, pjekurisë dhe kalbjes. Në fazën e bërthamës, rrymat ngjitëse mbizotërojnë në të gjithë qelizën konvektive. Në disa raste, shpejtësia e prurjeve ngjitëse mund të arrijë 30 m/s, por në përgjithësi është 10-12 m/s. Një qelizë konvektive e pjekur karakterizohet nga zhvillimi i rrymave ngjitëse dhe zbritëse, aktiviteti elektrik (shkarkimi i rrufesë) dhe reshjet. Një qelizë e tillë ka një diametër horizontal prej 2-8 km dhe shtrihet në lartësi deri në një nivel me temperaturë 40C. Në fazën e amortizimit, rrymat e dobëta zbritëse mbizotërojnë në të gjithë qelizën konvektive me një ulje të aktivitetit elektrik dhe sasisë së reshjeve që bien për njësi të kohës. Cikli i plotë jetësor i një qelize konvektive është rreth një orë,
kohëzgjatja e fazës së pjekurisë është 15-30 minuta, faza e kalbjes është rreth 30 minuta.
Një stuhi që zgjat disa orë është rezultat i aktivitetit të disa qelizave konvektive.
Vëllimi i një reje me bubullimë, e përbërë nga një përzierje pikash dhe kristalesh akulli, arrin nga qindra në disa mijëra kilometra kub. Masa e grimcave ujë-akulli, me këtë vëllim, është afërsisht 106 - 107 ton.
Energjia potenciale e një reje bubullimore është nga 1013 në 1014 J dhe arrin energjinë e një bombe megatonike termonukleare. Rrufeja, zakonisht lineare, disa kilometra e gjatë dhe dhjetëra centimetra në diametër, i referohet shkarkimeve pa elektrodë, pasi gjenerohet në një grup grimcash të ngarkuara, duke e kthyer energjinë elektrike në energji termike. Sipas kushteve të zhvillimit, stuhitë ndahen në intramasore dhe ballore. Stuhitë brenda masës mbi kontinentin lindin si rezultat i ngrohjes lokale të ajrit nga sipërfaqja e tokës, gjë që çon në zhvillimin e rrymave ngjitëse të konvekcionit lokal në të dhe në formimin e reve të fuqishme kumulonimbus. Prandaj, stuhitë brenda masës mbi tokë zhvillohen kryesisht në orët e pasdites. Mbi dete, kushtet më të favorshme për zhvillimin e konvekcionit vërehen gjatë natës, dhe maksimumi në kursin ditor bie në orën 4-5 të mëngjesit.
Stuhitë ballore ndodhin në seksionet ballore, d.m.th., në kufijtë midis masave ajrore të ngrohta dhe të ftohta dhe nuk kanë një rrjedhë të rregullt ditore. Në kontinentet e zonës së butë, ato janë më të shpeshta dhe intensive në verë, në rajone të thata - në pranverë dhe vjeshtë. Stuhitë e dimrit ndodhin në raste të jashtëzakonshme - gjatë kalimit të fronteve veçanërisht të mprehta të ftohta. Në përgjithësi, një stuhi dimërore është një fenomen shumë i rrallë.
Stuhitë në Tokë shpërndahen shumë në mënyrë të pabarabartë: në Arktik ato ndodhin një herë në disa vjet, në zonën e butë në secilën pikë individuale ka disa dhjetëra ditë me stuhi. Tropikët dhe rajoni ekuatorial janë rajonet më të zhurmshme të Tokës dhe quhen "rripi i stuhive të përjetshme". Në zonën e Butensorg, në ishullin Java, stuhitë bubullojnë 322 ditë në vit. Në shkretëtirën e Saharasë, pothuajse nuk ka fare stuhi. Struktura elektrike e një reje tipike bubullimash është bipolare - ngarkesat pozitive dhe negative ndodhen përkatësisht në pjesët e sipërme dhe të poshtme të resë. Pranë bazës së resë, nën një ngarkesë negative, zakonisht ka një shtesë
ngarkesë pozitive. Në varësi të kushteve (në veçanti, në gjerësinë gjeografike të zonës), janë të mundshme vlera të ndryshme të ngarkesave negative të sipërme pozitive dhe të poshtme.
Fusha elektrike në re është për shkak të shpërndarjes së ngarkesave hapësinore të krijuara nga të gjithë transportuesit e ngarkesës në një re të caktuar. Në retë me bubullima, ndodh një akumulim shumë i shpejtë i ngarkesave të mëdha hapësinore. Dendësia mesatare e ngarkesës hapësinore mund të jetë e rendit (0.3-3) 10-C/m. Rajonet me densitetin maksimal të ngarkesës janë të madhësisë së rendit disa qindra metra. Në vëllime të tilla lokale të resë krijohen kushte të favorshme për formimin e vetëtimave. Sipas koncepteve moderne, vëllimet me një densitet maksimal ngarkese (zonat e inhomogjenitetit) me përmasa 200-400 m janë më të zakonshmet.Procesi i zhvillimit të vetëtimave me bazë tokësore përbëhet nga disa faza. Në fazën e parë, në zonën ku fusha elektrike arrin një vlerë të mjaftueshme, fillon jonizimi i ndikimit të ajrit. Elektronet e lira, të cilat janë gjithmonë të pranishme në një sasi të vogël në ajër, nën ndikimin e një fushe elektrike fitojnë shpejtësi të konsiderueshme drejt tokës dhe, duke u përplasur me atomet e ajrit, i jonizojnë ato. Kështu, lindin ortekët elektronikë, duke u shndërruar në fije shkarkimesh elektrike, të cilat janë kanale me përcjellje të mirë, të cilat, duke u bashkuar, krijojnë një kanal të ndritshëm të jonizuar termik me përçueshmëri të lartë - një udhëheqës rrufeje me shkallë. Lëvizja e liderit në sipërfaqen e tokës ndodh me hapa prej disa dhjetëra metrash, me një shpejtësi prej rreth 510 m/sek, pas së cilës lëvizja e tij ndalet për disa dhjetëra mikrosekonda dhe shkëlqimi dobësohet shumë. Në fazën pasuese, drejtuesi përsëri përparon disa dhjetëra metra. Në të njëjtën kohë, një shkëlqim i ndritshëm mbulon të gjitha hapat e kaluar; pastaj pasojnë sërish një ndalesë dhe një dobësim i shkëlqimit. Këto procese përsëriten ndërsa lideri lëviz në sipërfaqen e tokës. Ndërsa lideri lëviz drejt tokës, voltazhi në skajin e tij rritet dhe nën veprimin e tij nga objektet që dalin në sipërfaqen e Tokës nxirret një rrymë reagimi, duke u lidhur me drejtuesin. Në fazën përfundimtare, shkarkimi kryesor i rrufesë ndjek kanalin e jonizuar nga drejtuesi. Shkarkimi kryesor karakterizohet nga rryma nga dhjetëra në qindra mijëra amper, shkëlqim që tejkalon ndjeshëm shkëlqimin e liderit dhe shpejtësi të lartë.
O
avancimi, fillimisht duke arritur afërsisht 10 m/s, në fund duke u ulur në vlerat 107 m/s. Temperatura e kanalit gjatë shkarkimit kryesor mund të kalojë 25,000 0C. Gjatësia e kanalit është 1-10 km, diametri është disa centimetra. Pas kalimit të pulsit aktual, jonizimi i kanalit dhe shkëlqimi i tij dobësohen. Figura 2.20. tregohen tre faza të zhvillimit të rrufesë. Në këtë figurë: 1- bubullima; 2 - kanali i udhëheqësit të shkallëzuar; 3 - kurora e kanalit; 4 - korona e impulsit në kokën e kanalit; 5 - kategoria kryesore. Në parim, mënyrat kryesore të mëposhtme për marrjen e energjisë elektrike nga shkarkimet e rrufesë janë të mundshme.
Në vitet 1928-1933, një rrjet metalik u pezullua në malin Generoso në Zvicër në një lartësi prej 80 m mbi sipërfaqen e tokës. Gjatë stuhive, ky rrjet mblidhte një ngarkesë të mjaftueshme për të mbajtur për 0,01 sek një hark elektrik 4,5 m të gjatë, i cili korrespondonte me një forcë aktuale prej disa dhjetëra mijëra amperësh dhe një diferencë potenciale të rendit prej 1 milion volt. Fillimisht, u supozua se është marrë në këtë
përcaktimi i tensionit që përdoret për të përshpejtuar grimcat e ngarkuara në përshpejtues. Megjithatë, kjo ide duhej të braktisej për shkak të të fortëve

Oriz. 2.20. Tre faza të zhvillimit të rrufesë

ndryshueshmëria e gjendjes elektrike të bubullimave dhe pamundësia për ta rregulluar ende. Përpjekjet për të përdorur rrymën elektrike që rrjedh gjatë stuhive në antenat e ngritura lart mbi sipërfaqen e tokës për të fuqizuar llambat inkandeshente gjithashtu nuk kanë dhënë ende një efekt ekonomikisht të dobishëm.
Eksperimentet janë të njohura kur, si pasojë e shpërthimeve të thella në det, të cilat ngritën burimet e ujit në një lartësi prej rreth 70 metrash nën një bubullimë, në det ndodhën shkarkime resh. Gjithashtu, shkarkimet e reve të bubullimave kryheshin praktikisht në sipërfaqen e tokës (detit) me ndihmën e një teli, i cili u dërgua në re nga një raketë. Në mënyrë tipike, shkarkimi ndodhte kur raketa u ngrit në një lartësi prej rreth 100 m. Kjo doli të ishte e mjaftueshme për të shkarkuar një re bubullima në tokë me një lartësi më të ulët kufiri prej rreth një kilometër. Pati gjithashtu përpjekje për të përdorur një rreze protonësh të marrë në sinkrotron, si dhe me ndihmën e lazerëve, për të krijuar një kanal për rrufe. Disavantazhet kryesore të këtyre metodave janë një sërë vështirësish thjesht teknike. Kishte projekte për shpërndarjen e pllakave dhe filamenteve metalike ose të metalizuara në re, duke luajtur rolin e përcjellësve të qarkut të shkurtër dhe në të njëjtën kohë të mikroshkarkuesve, mbi të cilët, për shkak të pranisë së fushës së saj elektrike në re, një rënie e mundshme të mjaftueshme për një rrjedhje korona është krijuar. Eksperimentet mbi mbjelljen e reve me reagentë kristalizues për të ndryshuar gjendjen e tyre elektrike treguan se në kushte të përshtatshme

është e mundur të shkaktohet elektrifikimi intensiv i resë dhe një nga mënyrat për të kontrolluar gjendjen elektrike të reve të bubullimave lidhet me kontrollin e procesit të kristalizimit. Por rezultatet e të tilla
ndikimet në mundësinë e nxitjes së një shkarkimi me fuqi të lartë ende nuk janë përcaktuar mjaftueshëm.
Inxhinierët rusë të energjisë kanë propozuar një metodë për përdorimin e energjisë së rrufesë, e cila konsiston në kapjen e ngarkesave të rrufesë përmes rrufepritësve të lidhur elektrikisht me një përcjellës poshtë, të tokëzuar përmes një objekti për nxjerrjen e energjisë rrufe dhe përdorimin e energjisë elektrike.
energjia e rrufesë në një kapacitet të përbashkët ruajtjeje, ndërkohë që fillon gjithashtu shkarkimet e rrufesë me anë të, për shembull, emetuesve lazer që krijojnë zona të ndarjes elektrike pa elektrodë të ajrit për të ngacmuar një udhëheqës në zhvillim të vazhdueshëm të shkarkimit të shkëndijës elektrike të rrufesë, dhe energjia hiqet. përmes një kolektori aktual të bërë nga qarqe rezonante të filtrave LC me ura diodike.
Qarku elektrik i pajisjes së propozuar është paraqitur në figurën 3.20. Në këtë figurë: 1- rrufepritës; 2 - përcjellës poshtë; 3- filtra rezonante LC me tre seksione; 4- kapaciteti total i magazinimit; 5- ndërprerës automatik; 6 - rezistenca anuluese; 7 - dalje te konsumatori. Çdo shufër rrufeje është bërë në formën e një rrjetë metalike të pezulluar mbi tokë, të fiksuar në izolues. Kolektori aktual përbëhet nga më shumë se dy faza D të lidhura paralelisht, të lidhura në seri, të cilat sigurojnë një ulje të rrymës së shkarkimit të rrufesë. Çdo fazë përbëhet nga filtra LC rezonant me tre seksione, të ndërlidhura nga një bashkim i përbashkët induktiv. Një bashkim i zakonshëm induktiv formohet nga tre mbështjellje induktore të lidhura në seri, dhe një ndreqës ure përkatëse është i lidhur në daljen e çdo faze. Në këtë rast, daljet e ndreqësve të urës ndërlidhen paralelisht dhe lidhen me një kapacitet të përbashkët ruajtjeje CH. Daljet "pozitive" përmes diodave ndreqës lidhen me pllakën e kapacitetit total të ruajtjes Sn. Daljet "minus" lidhen me një pllakë tjetër të kapacitetit akumulues CH, dalja nga CH lidhet me sistemin e konsumatorit. Një çelës automatik është instaluar në daljen e rezervuarit të përbashkët të magazinimit SN për lidhje me një konsumator ose
rezistencë, duke anuluar ngarkesën e akumuluar nga kapaciteti total i ruajtjes.
U propozua gjithashtu një pajisje në të cilën një tub vertikal përçues i izoluar nga toka përdoret si rrufepritës, brenda të cilit një xham dielektrik me mure të trasha futet me kokë poshtë në mënyrë që pjesa e sipërme e tubit të ngrihet mbi skajet e xhamit. Një shtresë përçuese e tokëzuar aplikohet në sipërfaqen e brendshme të mureve të filxhanit. Rrufeja është e lidhur elektrikisht me njërin skaj të mbështjelljes parësore të transformatorit, skaji tjetër i të cilit është i tokëzuar. Induktiviteti i mbështjelljes primare dhe kapaciteti i formuar nga tubi përçues, muret e xhamit dhe veshja përçuese formojnë një qark oscilues paralel. Një shkarkesë rrufeje në një shufër rrufeje fillon nga një avari optike e zgjatur, e cila formohet nga një rreze e një lazeri infra të kuqe pulsuese. Konfigurimi dhe drejtimi i rrezes së ngrohjes formohet nga një pasqyrë dikroike e kontrolluar,
ndodhet brenda xhamit. Kjo pasqyrë funksionon njëkohësisht si pjesë e sistemit të skanimit optik të atmosferës, i cili është i nevojshëm për të identifikuar zonat me gradient të tensionit kritik në pjesën e poshtme të reve të bubullimave duke përdorur metodën e njohur të vendndodhjes optike. Energjia e marrë nga mbështjellja dytësore e transformatorit përdoret për të fuqizuar të gjitha sistemet e pajisjes dhe një pjesë e saj mund të transferohet te konsumatorët. Një pajisje për akumulimin e energjisë elektrike. Një pajisje që ju lejon të grumbulloni energjinë elektrike të lëshuar në një shufër rrufeje kur e godet rrufeja, si dhe të nxirrni tepricën e saj nga atmosfera midis shkarkimeve të rrufesë, është paraqitur në figurën 4.20. Në këtë foto: 1- rrufepritës metalik; 2 - mbështjellje toroidale
induktiviteti; 3 - elemente që përputhen; 4- tokëzim. Siç mund të shihet nga figura e mësipërme, kjo pajisje e patentuar përmban një rrufepritës të montuar vertikalisht, të tokëzuar. Për më tepër, shufra e rrufesë është bërë në formën e një përcjellësi metalik, afër të cilit ndodhen një ose më shumë elementë për marrjen e energjisë elektrike.
Elementi për marrjen e energjisë elektrike përmban një induktor,
një element gjysmëpërçues dhe një kapacitet të lidhur në seri për të formuar një qark të vetëm elektrik. Në këtë pajisje, spiralja e induktivitetit vendoset në mënyrë ortogonale ndaj çdo rrafshi që kalon nga boshti i rrufepritësit dhe bëhet në formën e një toroidi, boshti i simetrisë së të cilit përkon me boshtin e rrufepritësit.

Shkencëtarët kinezë nga Instituti i Fizikës Atmosferike kanë zhvilluar një teknologji paksa të ndryshme për përdorimin e energjisë së rrufesë. Për kapjen e rrufesë do të përdoren raketa të pajisura me rrufe të posaçme, të cilat do të hidhen në qendër të një reje bubullimash. Raketa "YL-1" duhet të nisë disa minuta para goditjes së rrufesë. "Kontrollet kanë treguar se saktësia e lëshimeve është 70%," thanë zhvilluesit e pajisjes. Energjia e rrufesë, si dhe rrezatimi elektromagnetik që prodhon, do të përdoret për modifikimin gjenetik të kulturave bujqësore dhe prodhimin e gjysmëpërçuesve. Përveç kësaj, teknologjia e re do të reduktojë ndjeshëm dëmet ekonomike nga stuhitë.
Kompania amerikane Alternative Energy Holdings (Alt-Holding) propozoi një mënyrë tjetër për të përdorur energjinë falas. Specialistët e kompanisë pohojnë se kanë arritur të zhvillojnë një mënyrë për të mbledhur dhe shfrytëzuar energjinë që ndodh gjatë shkarkimeve elektrike në bubullima. Projekti u emërua Lightning Harvester.
Që nga viti 2006, eVolo ka mbajtur konkursin vjetor eVolo Skyscraper Competition, i cili bashkon arkitektë që projektojnë ndërtesa komplekse të larta dhe rrokaqiej të ndërtuar duke përdorur teknologjitë më të fundit dhe përdorimin e gjerë të materialeve më moderne. Gjithashtu, organizatorët e konkursit vlerësojnë projektet e paraqitura për sa i përket mirëdashjes së tyre mjedisore, gjë që i kushtohet vëmendje e veçantë. Kështu, Evolo Skyscraper Competition 2011 fitoi çmime për projektet LO2P Recycling Skyscraper (rrokaqiell riciklimi në Indi), Kulla e sheshtë (energjia alternative) dhe një digë hidraulike që kombinon një termocentral, një galeri dhe një akuarium. Në të njëjtin konkurs, një grup arkitektësh dhe inxhinierësh nga Serbia prezantuan një projekt të jashtëzakonshëm rrokaqiell që prodhon hidrogjen duke përdorur elektricitetin "qiellor". Ideja e ekipit serb doli të ishte aq interesante sa projekti Khidra u nderua, por tani ai merr një nga çmimet. Në fakt, rrokaqiejt Hydra është një projekt i një ndërtese shumëkatëshe që do të kapë rrufe nga bubullimat që kalojnë në zonë. Më tej, supozohet të përdoret energjia e tyre për procesin e ndarjes (elektrolizës) të ujit të zakonshëm në përbërës - hidrogjen dhe oksigjen. Kështu, kjo ndërtesë, nga njëra anë, do të shërbejë si burim energjie të pastër dhe, nga ana tjetër, do të bëhet një furnizues tjetër i oksigjenit në atmosferën e Tokës.
Duke pasur parasysh paparashikueshmërinë dhe paqëndrueshmërinë e rrufesë, autorët e projektit propozuan disa zgjidhje që do të ndihmojnë në përmirësimin e performancës së rrokaqiellit Khidr. Për të tërhequr sa më shumë shkarkime rrufeje, struktura duhet të instalohet në ato zona të planetit ku vërehet numri më i madh i rrufesë. Këto zona përfshijnë disa zona të vendosura në Shtetet e Bashkuara (Florida), Venezuelë, Kolumbi, Indi (në pjesën veriore të këtyre vendeve), Indonezi (gadishulli Malacca) dhe Kongo (Afrikë). Në këto zona, për çdo kilometër katror të territorit, ndodhin 50-70 ose më shumë rrufe në vit. Përveç zgjedhjes së vendit të duhur për ndërtim, ndërtimi i projektit Khidra në zona të hapura do të rrisë gjasat për një gjueti të suksesshme rrufeje. Prandaj, nëse rrokaqiell ndodhet në një qytet të madh, ai duhet të bëhet ndërtesa më e lartë në metropol. Përndryshe, një pjesë e vetëtimës thjesht do të tërhiqet nga rrokaqiejt ose kullat fqinje më të larta. Siç vërehet, për shembull, me Empire State Building (ndërtesa më e lartë në Nju Jork), e cila merr vetëm rreth 20 goditje rrufe çdo vit.
Përveç vështirësisë për të parashikuar paraprakisht se sa rrufe do të arrijë të kapë “rrokaqiell” serb, projekti ka edhe shumë probleme të tjera të pazgjidhshme. Këto janë temperatura të larta funksionimi (deri në 27,000 ° C) dhe një rrymë e madhe (deri në 200,000 A) shkarkimesh rrufeje, të cilat do të vendosin kërkesat më të larta për materialet e përdorura, si dhe nevojën për të krijuar kondensatorë me një kapacitet të madh dhe me karakteristika të papara.
Sidoqoftë, përpara se energjia elektrike atmosferike të hyjë në rrjetin industrial, ajo duhet të shndërrohet në një standard industrial: rrymë alternative me një frekuencë 50 - 60 herc me një tension prej 220 - 550 volt (për rrjetet e energjisë të vendeve të ndryshme, këto parametra ndryshojnë) . Kjo do të thotë, nuk mjafton vetëm të dërgoni një goditje rrufe në makinë. Zgjidhje të ndryshme për këtë problem janë propozuar në periudha të ndryshme, duke përfshirë rezervuarët e ujit nëntokësor. Nën ndikimin e energjisë së një shkarkimi elektrik, uji duhet të shndërrohet në avull, i cili, sipas autorëve të patentës (dhe një skemë e tillë u patentua në SHBA në vitet '60 të shekullit të kaluar), duhet të rrotullojë tehet e turbinës, si në termocentralet klasike dhe ato bërthamore. Por efikasiteti i gjeneratorëve të tillë është jashtëzakonisht i ulët. Aktualisht, janë zhvilluar kondensatorë elektrikë të fuqishëm - pajisje ruajtëse me kapacitet të lartë të aftë për të ruajtur energjinë e akumuluar për muaj të tërë dhe konvertues të rrymës alternative në tiristorët me shpejtësi të lartë, efikasiteti i të cilave është afër 85%. Problemi i dytë është paparashikueshmëria relative e stuhive dhe shpërndarja e tyre e pabarabartë. Sigurisht, aktiviteti më i madh i stuhive vërehet më afër ekuatorit, por shkarkimet që ndodhin në këto gjerësi gjeografike më së shpeshti ndodhin jo midis një reje bubullimash dhe tokës, por midis reve ose pjesëve të një reje. Sigurisht, në Afrikën Qendrore ka një zonë të madhe ku ka më shumë se 70 goditje rrufeje për kilometër katror në vit. Ka zona të tilla në SHBA: në shtetet e Kolorados dhe Florida. Por megjithatë, këto janë zona mjaft lokale. Ndërkohë, energjia elektrike atmosferike është teorikisht e disponueshme kudo në planet.
Specialistët që punojnë me satelitin e misionit të matjes së reshjeve tropikale të SHBA-së (TRMM) kanë publikuar një raport mbi një nga arritjet e tyre të fundit. Pas vitesh vëzhgimesh, TRMM ka përpiluar një hartë botërore të frekuencës së rrufesë, sipas numrit të shkarkimeve verbuese që ndodhin në çdo kilometër katror të një zone të caktuar në një vit. Në pjesën qendrore të kontinentit afrikan ka një zonë ku ka më shumë se 70 goditje rrufeje për kilometër katror në vit. Pikërisht aty është planifikuar ndërtimi i një impianti “rrufe”. Në të njëjtën kohë, zhvilluesit besojnë se termocentrali i rrufesë do të paguajë në 4-7 vjet.
Duhet të theksohet se, pavarësisht natyrës mjaft të studiuar mirë të formimit dhe formimit të shkarkimeve të rrufesë, të dhëna të reja eksperimentale shfaqen me kalimin e kohës. Kështu, në vitin 1989, u zbulua një lloj i ri i tyre - shkarkimet elektrike në lartësi të mëdha, ose sprites. Këto shkarkime formohen në jonosferë dhe goditen nga lart poshtë, drejt reve të bubullimave në një distancë prej 40-50 km, por zhduken para se t'i arrijnë ato. Vetëtima edhe më të çuditshme u vëzhguan nga shkencëtarët nga Universiteti Kombëtar i Tajvanit Chen Kun gjatë disa stuhive mbi Detin e Kinës Jugore në 2002. Shkarkimet e elektricitetit atmosferik nuk u rrahën, por lart - nga bubullimat në shtresat e sipërme të atmosferës. Rrufeja e degëzuar kishte përmasa gjigante: zigzagët e shndritshëm 80 km të gjatë u ngjitën 95 km. Shkarkimet zgjatën më pak se një sekondë dhe u shoqëruan me emetim radio me frekuencë të ulët.
Pyetje kontrolli
Cili fenomen natyror quhet "stuhi"?
Për shkak të cilit fenomen ndodh elektrifikimi i reve?
Cili është procesi i zhvillimit të rrufesë tokësore?
Cilat janë metodat thelbësore të mundshme për marrjen e energjisë elektrike nga shkarkimet e rrufesë?
Cilat pajisje u propozuan të përdoreshin si rrufepritës?
Në cilat zona të planetit tonë vërehen më shumë rrufe?
Në cilat vende të botës do të fillojë përdorimi i energjisë së rrufesë?

Energjia e stuhive është ende vetëm një drejtim teorik. Thelbi i teknikës është të kapni energjinë e rrufesë dhe ta ridrejtoni atë në rrjetin e energjisë. Ky burim energjie është i rinovueshëm dhe i referohet alternativës, d.m.th. të sigurta për mjedisin.

Procesi i formimit të rrufesë është shumë i ndërlikuar. Fillimisht, nga një re e elektrizuar, një shkarkim drejtues nxiton në tokë, i cili u formua nga ortekët elektronikë që u bashkuan në shkarkime (streamers). Ky shkarkim lë pas një kanal të nxehtë jonizues, përgjatë të cilit shkarkimi kryesor i vetëtimës lëviz në drejtim të kundërt, i shkëputur nga Toka nga një fushë elektrike e fuqishme. Në një pjesë të sekondës, procesi përsëritet disa herë. Problemi kryesor është kapja e shkarkimit dhe ridrejtimi i tij në rrjet.

Benjamin Franklin po kërkonte gjithashtu energji elektrike qiellore. Gjatë një stuhie, ai hodhi një qift në një re dhe kuptoi se po mblidhte një ngarkesë elektrike.

Energjia e rrufesë është 5 miliardë xhaul energji të pastër në një goditje, e cila është e krahasueshme me 145 litra benzinë. Besohet se 1 goditje rrufe përmban një sasi të tillë energjie që e gjithë popullsia e Shteteve të Bashkuara konsumon brenda 20 minutave.

Rreth 1.5 miliardë shkarkime regjistrohen çdo vit në mbarë botën, d.m.th. Rrufeja godet sipërfaqen e Tokës afërsisht 40-50 herë në sekondë.

Eksperimentet

Më 11 nëntor 2006, Alternative Energy Holdings njoftoi suksesin e saj në krijimin e një modeli prototip që mund të demonstronte "kapjen" e rrufesë dhe më pas ta shndërronte atë në energji elektrike "shtëpiake". Kompania deklaroi se kthimi i analogut aktual industrial do të jetë 4-7 vjet me një çmim me pakicë prej 0,005 dollarë për 1 kWh. Fatkeqësisht, menaxhmenti i projektit, pas një sërë eksperimentesh praktike, u detyrua të raportonte një dështim. Pastaj Martin A. Umani krahasoi energjinë e vetëtimës me energjinë e një bombe atomike.

Në vitin 2013, stafi i Universitetit të Southampton simuloi një ngarkesë artificiale në kushte laboratorike, të ngjashme në të gjitha parametrat me rrufetë me origjinë natyrore. Falë pajisjeve relativisht të thjeshta, shkencëtarët arritën ta "kapin" atë dhe në vetëm pak minuta të karikojnë plotësisht baterinë e smartfonit.

Prespektive

Fermat e rrufesë janë ende një ëndërr. Ato do të bëheshin burime të pashtershme, miqësore me mjedisin, të energjisë shumë të lirë. Zhvillimi i kësaj zone të energjisë pengohet nga një sërë problemesh themelore:

• Është e pamundur të parashikohet koha dhe vendi i një stuhie. Kjo do të thotë se edhe aty ku është vendosur maksimumi për goditje rrufeje, duhet të instalohen mjaft "kurthe";
• rrufeja është një shpërthim energjie afatshkurtër, kohëzgjatja e së cilës është e barabartë me fraksionet e sekondës dhe duhet të zotërohet shumë shpejt. Për të zgjidhur këtë problem nevojiten kondensatorë të fuqishëm, të cilët ende nuk ekzistojnë dhe çmimi i tyre ka të ngjarë të jetë shumë i lartë. Ju gjithashtu mund të aplikoni një sërë sistemesh osciluese me qarqe të llojit të 2-të dhe të 3-të, duke ju lejuar të koordinoni ngarkesën me rezistencën e brendshme të gjeneratorit;
• fuqia e shkarkimit është gjithashtu shumë e ndryshme. Shumica e vetëtimave janë 5-20 kA, por ka ndezje prej 200 kA rryme, dhe secila prej tyre duhet të sillet në standardin 220 V dhe 50-60 Hz AC;
• rrufeja është negative, e formuar nga energjia e grumbulluar në pjesën e poshtme të resë dhe pozitive, e grumbulluar në pjesën e sipërme të saj. Ky faktor gjithashtu duhet të merret parasysh kur pajisni një fermë rrufeje. Për më tepër, për të kapur një ngarkesë pozitive, do të kërkohet energji, gjë që vërtetohet nga shembulli i llambadarit të Chizhevsky;
• dendësia e joneve të ngarkuara në 1 metër kub atmosferë është e ulët, rezistenca e ajrit është e lartë. Prandaj, vetëm një elektrodë jonizuese, e cila është maksimalisht e ngritur mbi sipërfaqen e tokës, mund të "kapë" vetëtimën, por ajo mund të kapë energji vetëm në formën e mikrorrymave. Nëse e ngrini elektrodën shumë afër reve të elektrizuara, kjo mund të provokojë rrufe, d.m.th. do të rezultojë një rritje afatshkurtër, por e fuqishme e tensionit, e cila do të çojë në një prishje të pajisjeve të fermës së rrufesë.

Pavarësisht nga vështirësitë e dukshme, ideja e krijimit të fermave të rrufesë është e gjallë: njerëzimi me të vërtetë dëshiron të zbusë natyrën dhe të fitojë akses në rezerva të mëdha të energjisë së rinovueshme.

Kushdo që ka lexuar ndonjëherë për vlerat e mëdha të tensioneve dhe rrymave në kanalin e një rrufeje lineare, mendoi: a është e mundur të kapni disi këto vetëtima dhe t'i transportoni ato në rrjetet e energjisë? Për të fuqizuar frigoriferë, llamba, tostera dhe makina të tjera larëse. Biseda për stacione të tilla ka vazhduar për shumë vite, por është e mundur që vitin e ardhshëm më në fund të shohim një shembull pune të një "koleksionisti rrufe".

Duke gërmuar nëpër letërsinë e fantazisë, ndoshta mund të hasni në diçka të ngjashme. Po, dhe aplikime të ndryshme për patentë për këtë temë, besojmë se janë bërë shumë. Vetëm tani mishërimi i vërtetë nuk mund të shihet.

Këtu ka shumë probleme. Rrufeja, mjerisht, është furnizues shumë jo i besueshëm i energjisë elektrike. Vështirë se është e mundur të parashikohet paraprakisht se ku do të ndodhë një stuhi. Dhe pritja për të në një vend është një kohë e gjatë. Veç kësaj, rrufeja është një tension i rendit të qindra miliona volt dhe një rrymë maksimale deri në 200 kiloamper (në disa rrufe të matura; zakonisht 5-20 kiloamper).

Në mënyrë që të "ushqehen" me rrufe, energjia e tyre padyshim duhet të grumbullohet diku për ato të mijtët e sekondës që zgjat faza kryesore e shkarkimit (një goditje rrufeje, e cila duket e menjëhershme, në fakt përbëhet nga disa faza), dhe më pas ngadalë. jepeni atë në rrjet, duke u transformuar njëkohësisht në 220 volt standarde dhe AC 50 ose 60 herc.

Vini re se një proces mjaft i ndërlikuar ndodh gjatë një shkarkimi rrufe. Së pari, një shkarkesë drejtuese nxiton nga reja në tokë (ne nuk e konsiderojmë vetëtimën brenda resë), e formuar nga ortekët elektronikë, të cilët bashkohen në shkarkime, të quajtura gjithashtu streamers. Drejtuesi krijon një kanal të nxehtë jonizues, përmes të cilit shkarkimi kryesor i vetëtimës, i shkëputur nga sipërfaqja e Tokës nga një fushë e fortë elektrike, shkon në drejtim të kundërt.

Por është gjithashtu e nevojshme të shtohet se ato vetëtima që kalojnë midis reve dhe tokës ndahen në dy lloje "pasqyre": disa shkaktohen nga shkarkimet negative që grumbullohen në pjesën e poshtme të resë së bubullimës dhe të tjerat shkaktohen nga shkarkimet pozitive. që grumbullohen në pjesën e sipërme të saj. Vërtetë, lloji i dytë ndodh nga 4 (në gjerësinë e mesme) në 17 (në tropikët) herë më pak se shkarkimet e llojit të parë (rrufeja negative). Por ky ndryshim ende duhet të merret parasysh gjatë projektimit të mbledhësve të energjisë elektrike qiellore.

Fatkeqësisht, mbështetësit e fermave të rrufesë harrojnë të përmendin se qindra kulla çeliku, të cilave mund t'u kërkohet të mbledhin në mënyrë efektive një pjesë të konsiderueshme të goditjeve të rrufesë gjatë një stuhie në një territor të mirë, nuk do ta dekorojnë në asnjë mënyrë këtë territor (në foto - vetëm disa shtylla çeliku, foto nga Arek Daniel).

Siç mund ta shihni, ka shumë probleme. A ia vlen atëherë të ngatërrohesh fare me rrufetë? Nëse vendosni një stacion të tillë në një zonë ku rrufeja godet shumë më shpesh se zakonisht, ndoshta do të ketë një kuptim. Sipas disa raporteve, me një stuhi të fortë, kur rrufetë godasin vazhdimisht njëra pas tjetrës, mund të çlirohet një sasi e tillë energjie që është e mjaftueshme për të siguruar energji elektrike në të gjithë Shtetet e Bashkuara për 20 minuta.

Sigurisht, pa marrë parasysh se çfarë lloj stacioni kapës rrufeje kemi arritur, efikasiteti i tij gjatë konvertimit të rrymës do të jetë larg nga 100%, dhe, me sa duket, nuk do të jetë e mundur të kapni të gjithë rrufenë që goditi në afërsi të vetëtimës. fermë.

Por e njëjta gjë, nëse stuhitë mbi stacion do të ndodhnin të paktën një herë në javë... Prisni, ka 2000 stuhi të furishme në planetin tonë në çdo kohë të caktuar! Joshëse?

Po. Vetëm këto stuhi shpërndahen në një zonë kaq të madhe sa që perspektivat për kapjen e rrufesë "nga bishti" menjëherë bëhen të mjegullta.

Nga ana tjetër, stuhitë ndodhin në mënyrë shumë të pabarabartë në Tokë. Për shembull, novatorët amerikanë që po mendojnë për mbledhjen e vetëtimave kanë kohë që po shikojnë drejt Floridës: është një zonë e famshme si një vend që zgjidhet plotësisht nga shigjetat qiellore.

Afrika është edhe më me fat. Vetëm një ditë më parë, specialistët që punojnë me satelitin amerikan të matjes së reshjeve tropikale (TRMM) publikuan një raport mbi një nga arritjet më të fundit të këtij sateliti.

Pas kryerjes së vëzhgimeve afatgjata, TRMM (nga duart e specialistëve, natyrisht) "përpiloi" një hartë botërore të frekuencës së rrufesë, duke ngjyrosur një ose një pjesë tjetër të Tokës në përputhje me numrin e shkarkimeve verbuese që ndodhin mbi secilën. kilometër katror i një zone të caktuar në vit.

Siç shihet nga figura, ka një zonë mjaft të madhe në pjesën qendrore të kontinentit afrikan, ku ka më shumë se 70 vetëtima për kilometër katror në vit!

Frekuenca e rrufesë në botë. Shkalla në të djathtë është e graduar në copa për kilometër katror në vit, mesatarisht për 11 vjet vëzhgim nga sateliti TRMM (ilustrim nga NASA/MSFC).

Vërtetë, kur shikohet kjo hartë, duhet të kihet parasysh se në tropikët dhe më afër ekuatorit, një pjesë e madhe e të gjitha vetëtimave që ndodhin ndodh midis reve ose pjesëve të ndryshme të një reje, por në gjerësi të mesme, përkundrazi. , një pjesë e konsiderueshme e numrit të përgjithshëm të rrufesë janë shkarkime "të bazuara". Rezulton se jo gjithçka ka humbur për Rusinë, dhe Afrika Qendrore (për shkak të numrit të përgjithshëm të konsiderueshëm të goditjeve të rrufesë) mund të llogarisë në suksesin në korrjen e një kulture kaq ekzotike.

Por deri më tani, gjithnjë e më shumë shpikës nga Shtetet e Bashkuara po vijnë me projekte të tilla.

Për shembull, kompania amerikane Alternative Energy Holdings, duke ndarë planet e saj të zhvillimit, raporton se do të bëjë të lumtur botën me një termocentral miqësor ndaj mjedisit që gjeneron rrymë me një çmim qesharak prej 0,005 dollarë për kilovat orë.

Se si saktësisht kompania synon të mbledhë energjinë e shkarkimeve nuk tregohet. Mund të supozohet vetëm se po flasim për rrufe të pajisura me grupe gjigante superkondensatorësh dhe konvertues të tensionit.

Nga rruga, në periudha të ndryshme, shpikës të ndryshëm propozuan pajisjet më të pazakonta të ruajtjes - nga rezervuarët nëntokësorë me metal që do të shkriheshin nga rrufeja që binte në një rrufe dhe do të ngrohte ujin, avulli i të cilit do të rrotullonte një turbinë, deri te elektrolizuesit që dekompozojnë ujin në oksigjen. dhe hidrogjeni nga shkarkimet e rrufesë. . Por ne besojmë se të paktën një sukses i mundshëm qëndron me sisteme më të thjeshta.

Megjithatë, le të shohim. Alternative Energy Holdings, gjë që është e këndshme, nuk kufizohet në diskutime të përgjithshme për të ardhmen e ndritur (të largët) të energjisë së rrufesë, por deklaron se do të ndërtojë prototipin e parë të punës të një stacioni të tillë të aftë për të grumbulluar energjinë e shkarkimeve të rrufesë tashmë në 2007. .

Kompania synon të testojë instalimin e saj gjatë sezonit të stuhive (d.m.th., verës) vitin e ardhshëm, në një nga vendet ku rrufetë ecin më shpesh se zakonisht. Në të njëjtën kohë, zhvilluesit e makinës besojnë me optimizëm se termocentrali i rrufesë do të paguajë në 4-7 vjet.

Energjia e stuhive- kjo është një lloj energjie alternative, e cila duhet të "kapë" energjinë e rrufesë dhe ta dërgojë atë në rrjetin elektrik. Një burim i tillë është një burim i pafund që po restaurohet vazhdimisht. Rrufeja është një proces kompleks elektrik që ndahet në disa lloje: negativ dhe pozitiv. Lloji i parë i rrufesë grumbullohet në pjesën e poshtme të resë, tjetra, përkundrazi, mblidhet në pjesën e sipërme. Për të "kapur" dhe mbajtur energjinë e rrufesë, duhet të përdorni kondensatorë të fuqishëm dhe të shtrenjtë, si dhe një sërë sistemesh oshiluese që kanë qarqe të llojit të dytë dhe të tretë. Kjo është e nevojshme për të koordinuar dhe shpërndarë në mënyrë të barabartë ngarkesën me rezistencën e jashtme të gjeneratorit të punës.

Për momentin, energjia e stuhive është një projekt i papërfunduar dhe jo plotësisht i formuar, megjithëse është mjaft premtues. Atraktiv është aftësia për të rigjeneruar vazhdimisht burimet. Është shumë e rëndësishme se sa fuqi vjen nga një shkarkim i vetëm, i cili kontribuon në prodhimin e një sasie të mjaftueshme energjie (rreth 5 milion xhaul energji neto, që është e barabartë me 145 litra benzinë).

Procesi i krijimit të një rrufeje

Procesi i krijimit të një shkarkimi rrufe është shumë kompleks dhe teknik. Së pari, një shkarkim udhëheqës dërgohet nga reja në tokë, e cila formohet nga ortekët elektronikë. Këto orteqe kombinohen në shkarkime, të cilat quhen "streamers". Shkarkimi i liderit krijon një kanal të nxehtë jonizues, përmes të cilit shkarkimi kryesor i vetëtimës lëviz në drejtim të kundërt, i cili shpërthen nga sipërfaqja e planetit tonë nga impulsi i një fushe të fortë elektrike. Manipulime të tilla sistematike mund të përsëriten disa herë radhazi, megjithëse mund të na duket se kanë kaluar vetëm disa sekonda. Prandaj, procesi i "kapjes" së rrufesë, shndërrimi i energjisë së tij në ruajtje aktuale dhe pasuese është kaq i ndërlikuar.

Çështjet

Ekzistojnë aspektet dhe disavantazhet e mëposhtme të energjisë së rrufesë:

• Mosbesueshmëria e burimit të energjisë. Për shkak të faktit se është e pamundur të parashikohet se ku dhe kur do të ndodhë rrufeja, mund të ketë probleme me krijimin dhe marrjen e energjisë. Ndryshueshmëria e një fenomeni të tillë ndikon ndjeshëm në rëndësinë e të gjithë idesë.
• Kohëzgjatja e ulët e shkarkimit. Ndodh një shkarkesë rrufeje dhe zgjat për disa sekonda, ndaj është shumë e rëndësishme të reagoni shpejt dhe ta “kapni”.
• Nevoja për të përdorur kondensatorë dhe sisteme osciluese. Pa përdorimin e këtyre pajisjeve dhe sistemeve, është e pamundur të merret dhe të transformohet plotësisht energjia e një stuhie.
• Probleme anësore me tarifat "kapëse". Për shkak të densitetit të ulët të joneve të ngarkuara, krijohet rezistencë e lartë e ajrit. Ju mund të "kapni" vetëtimën duke përdorur një elektrodë të jonizuar, e cila duhet të ngrihet sa më shumë që të jetë e mundur mbi tokë (mund të "kapë" energji ekskluzivisht në formën e mikrorrymave). Nëse e ngrini elektrodën shumë afër reve të elektrizuara, atëherë kjo do të provokojë krijimin e rrufesë. Një ngarkesë e tillë afatshkurtër, por e fuqishme mund të çojë në prishje numerike të një termocentrali rrufe.
• Kostoja e shtrenjtë e të gjithë sistemit dhe pajisjeve. Energjia e stuhive përmes strukturës së saj specifike dhe ndryshueshmërisë së vazhdueshme nënkupton përdorimin e një shumëllojshmërie pajisjesh, të cilat janë shumë të shtrenjta.
• Shndërrimi dhe shpërndarja e rrymës. Për shkak të ndryshueshmërisë së fuqisë së ngarkesave, mund të shfaqen probleme me shpërndarjen e tyre. Fuqia mesatare e rrufesë është nga 5 në 20 kA, megjithatë, ka ndezje me një rrymë deri në 200 kA. Çdo ngarkim duhet të shpërndahet në një nivel më të ulët të fuqisë prej 220 V ose 50-60 Hz AC.

Eksperimente me instalimin e stacioneve të energjisë rrufe

Më 11 tetor 2006, u njoftua dizajni i suksesshëm i një modeli prototip të termocentralit rrufe, i cili është i aftë të "kapë" rrufenë dhe ta shndërrojë atë në energji të pastër. Alternative Energy Holdings mund të mburret me arritje të tilla. Prodhuesi inovativ vuri në dukje se një fabrikë e tillë mund të zgjidhë disa probleme mjedisore, si dhe të zvogëlojë ndjeshëm koston e prodhimit të energjisë. Kompania pretendon se një sistem i tillë do të paguajë në 4-7 vjet, dhe "fermat e rrufesë" do të jenë në gjendje të prodhojnë dhe shesin energji elektrike, e cila ndryshon nga kostoja e burimeve tradicionale të energjisë (0,005 $ për kW / vit).

Punonjësit e Universitetit të Saungthampt në vitin 2013 në laborator simuluan një ngarkesë artificiale rrufeje, e cila është identike në vetitë e saj me rrufetë me origjinë natyrore. Duke përdorur pajisje të thjeshta, shkencëtarët ishin në gjendje të "kapin" ngarkesën dhe ta përdorin atë për të ngarkuar baterinë e një telefoni celular.

Studime të aktivitetit të rrufesë, harta të frekuencës së rrufesë

Specialistët e NASA-s që punojnë me satelitin e misionit të matjes së stuhisë tropikale kryen studime në vitin 2006 për aktivitetin e stuhive në pjesë të ndryshme të planetit tonë. Më vonë u njoftuan të dhënat për shpeshtësinë e shfaqjes së rrufesë dhe krijimin e një harte përkatëse. Studime të tilla kanë raportuar se ka rajone të caktuara në të cilat ndodhin deri në 70 goditje rrufe gjatë vitit (për km katror të sipërfaqes).

Një stuhi është një proces kompleks elektrostatik atmosferik që shoqërohet me vetëtima dhe bubullima. Energjia e stuhive është një energji alternative premtuese që mund të ndihmojë njerëzimin të shpëtojë nga kriza e energjisë dhe t'i sigurojë atij burime të rinovueshme vazhdimisht. Pavarësisht nga të gjitha avantazhet e këtij lloji të energjisë, ka shumë aspekte dhe faktorë që nuk lejojnë prodhimin, përdorimin dhe ruajtjen në mënyrë aktive të energjisë elektrike të kësaj origjine.

Tani shkencëtarët në mbarë botën po studiojnë këtë proces kompleks dhe po zhvillojnë plane dhe projekte për të eliminuar problemet e lidhura. Ndoshta, me kalimin e kohës, njerëzimi do të jetë në gjendje të zbusë energjinë "kokëfortë" të vetëtimës dhe ta përpunojë atë në të ardhmen e afërt.