มีคนรวบรวมพลังงานจากสายฟ้า อุปกรณ์สำหรับสะสมพลังงานไฟฟ้าของฟ้าผ่า

บล็อกเช่า

พลังงานทดแทน- ชุดของวิธีการรับส่งและการใช้พลังงานที่มีแนวโน้มซึ่งไม่แพร่หลายเหมือนวิธีดั้งเดิม แต่เป็นที่สนใจเนื่องจากความสามารถในการทำกำไรของการใช้งานโดยมีความเสี่ยงต่ำที่จะก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

พลังงานแสงอาทิตย์

การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์หลายแห่งใช้การแผ่รังสีแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานทางเลือก การแผ่รังสีแสงอาทิตย์สามารถใช้ได้ทั้งกับความต้องการในการจ่ายความร้อนและเพื่อการผลิตไฟฟ้า (โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์)

ข้อดีของพลังงานแสงอาทิตย์ ได้แก่ การหมุนเวียนของแหล่งพลังงานนี้ การไร้เสียง การไม่มีการปล่อยมลพิษสู่บรรยากาศที่เป็นอันตรายระหว่างการประมวลผลรังสีแสงอาทิตย์เป็นพลังงานประเภทอื่น

ข้อเสียของพลังงานแสงอาทิตย์คือการพึ่งพาความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ตามจังหวะรายวันและตามฤดูกาล รวมถึงความต้องการพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงคือการใช้สารพิษและสารพิษในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับระบบสุริยะ ซึ่งสร้างปัญหาในการกำจัด

พลังงานลม

หนึ่งในแหล่งพลังงานที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือลม หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดลมเป็นพื้นฐาน แรงลมใช้ขับเคลื่อนล้อลม การหมุนนี้จะถูกส่งไปยังโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ข้อดีของเครื่องกำเนิดลมคือประการแรกคือในสถานที่ที่มีลมแรงลมถือได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่สิ้นสุด นอกจากนี้กังหันลมที่ผลิตพลังงานไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อบรรยากาศด้วยการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย

ข้อเสียของอุปกรณ์ในการผลิตพลังงานลม ได้แก่ ความแปรปรวนของพลังงานลมและพลังงานต่ำของเครื่องกำเนิดลมเดี่ยว นอกจากนี้ กังหันลมยังเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามีเสียงดัง ซึ่งเป็นผลมาจากความพยายามที่จะสร้างกังหันลมให้ห่างไกลจากที่ที่ผู้คนอาศัยอยู่

พลังงานความร้อนใต้พิภพ

พลังงานความร้อนจำนวนมากถูกเก็บไว้ในส่วนลึกของโลก เนื่องจากอุณหภูมิของแกนโลกนั้นสูงมาก ในสถานที่บางแห่งบนโลกมีการปล่อยแมกมาอุณหภูมิสูงโดยตรงสู่พื้นผิวโลก: พื้นที่ภูเขาไฟ น้ำพุร้อน หรือไอน้ำ พลังงานของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพเหล่านี้เสนอให้เป็นแหล่งพลังงานทางเลือกโดยผู้สนับสนุนพลังงานความร้อนใต้พิภพ

แหล่งความร้อนใต้พิภพใช้ในรูปแบบต่างๆ บางแหล่งใช้สำหรับการจ่ายความร้อน แหล่งอื่นๆ สำหรับผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อน

ข้อดีของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ ได้แก่ ความไม่รู้จักเหนื่อยและความเป็นอิสระจากช่วงเวลาของวันและฤดูกาล

แง่ลบรวมถึงความจริงที่ว่าน้ำร้อนนั้นมีแร่ธาตุสูงและมักจะอิ่มตัวด้วยสารประกอบที่เป็นพิษ ทำให้ไม่สามารถปล่อยน้ำร้อนเสียลงแหล่งน้ำผิวดินได้ ดังนั้นน้ำเสียจึงต้องถูกสูบกลับเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดิน นอกจากนี้ นักแผ่นดินไหววิทยาบางคนคัดค้านการแทรกแซงใดๆ ในชั้นลึกของโลก โดยอ้างว่าสิ่งนี้สามารถกระตุ้นแผ่นดินไหวได้

พลังงานพายุฝนฟ้าคะนอง

พลังงานพายุฝนฟ้าคะนองเป็นวิธีการใช้พลังงานโดยการจับและเปลี่ยนทิศทางพลังงานสายฟ้าเข้าไปในโครงข่ายไฟฟ้า Alternative Energy Holdings ประกาศเมื่อวันที่ 11 ตุลาคม 2549 ว่าพวกเขาได้สร้างแบบจำลองต้นแบบที่ใช้พลังงานฟ้าผ่าได้ ข้อได้เปรียบ: ฟ้าผ่าเป็นพลังงานสะอาด และการประยุกต์ใช้จะไม่เพียงแต่ขจัดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมจำนวนมาก แต่ยังช่วยลดต้นทุนการผลิตพลังงานได้อย่างมากอีกด้วย

ปัญหาฟ้าผ่า

ฟ้าผ่าเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่น่าเชื่อถืออย่างยิ่ง เนื่องจากไม่สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าได้ว่าพายุฝนฟ้าคะนองจะเกิดขึ้นที่ไหนและเมื่อใด

ปัญหาอีกประการหนึ่งของพลังงานฟ้าผ่าคือการปล่อยฟ้าผ่าใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาที และด้วยเหตุนี้ พลังงานของมันจึงต้องถูกเก็บไว้อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้จะต้องใช้ตัวเก็บประจุที่ทรงพลังและมีราคาแพง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ระบบออสซิลเลเตอร์แบบต่างๆ ที่มีวงจรประเภทที่สองและสาม ซึ่งเป็นไปได้ที่จะจับคู่โหลดกับความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

สายฟ้าเป็นกระบวนการทางไฟฟ้าที่ซับซ้อนและแบ่งออกเป็นหลายแบบ: ลบ - สะสมในส่วนล่างของคลาวด์และบวก - รวมตัวกันที่ส่วนบนของคลาวด์ สิ่งนี้ควรนำมาพิจารณาด้วยเมื่อสร้างฟาร์มสายฟ้า

พลังงานลดลงและไหล

แหล่งน้ำที่มีกำลังสูงอย่างไม่สมส่วนคือกระแสน้ำขึ้นและลง มีการคำนวณว่ากระแสน้ำสามารถให้พลังงานแก่มนุษยชาติได้ประมาณ 70 ล้านล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี สำหรับการเปรียบเทียบ: สิ่งนี้จะเหมือนกับปริมาณสำรองของถ่านหินแข็งและถ่านหินสีน้ำตาลที่สำรวจซึ่งนำมารวมกันแล้วสามารถผลิตได้

โครงการโรงไฟฟ้าพลังน้ำระดับน้ำขึ้นน้ำลงได้รับการพัฒนาอย่างละเอียดในด้านวิศวกรรม โดยผ่านการทดสอบทดลองในหลายประเทศ รวมทั้งที่นี่ บนคาบสมุทรโคลา แม้แต่กลยุทธ์สำหรับการดำเนินงานที่ดีที่สุดของ TPP ก็ถูกคิดออกมา: เพื่อสะสมน้ำในอ่างเก็บน้ำด้านหลังเขื่อนในช่วงน้ำขึ้นสูงและใช้จ่ายในการผลิตไฟฟ้าเมื่อ "ปริมาณการใช้สูงสุด" เกิดขึ้นในระบบพลังงานแบบครบวงจรซึ่งจะช่วยลดภาระ บนโรงไฟฟ้าอื่นๆ

เชื้อเพลิงชีวภาพ

ของเหลว: ไบโอเอทานอล

การพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตไบโอเอธานอลรุ่นที่สองเปิดโอกาสใหม่ในตลาดสำหรับเชื้อเพลิงที่ผลิตจากวัตถุดิบชีวภาพราคาถูก และยังช่วยแก้ปัญหาการกำจัดขยะอีกด้วย เอทานอลที่ใช้เป็นสารเติมแต่งช่วยให้การเผาไหม้น้ำมันเบนซินสมบูรณ์ยิ่งขึ้น และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และสารพิษลง 30% และการปล่อยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย 25% ดังนั้นการใช้งานจึงลดภาระด้านเทคโนโลยีต่อสิ่งแวดล้อม ข้อดี ของก๊าซชีวภาพเมื่อเทียบกับก๊าซธรรมชาติคือสามารถผลิตได้จากวัตถุดิบในท้องถิ่นแม้ในพื้นที่ห่างไกล เช่น ทำให้สามารถจัดหาเชื้อเพลิงให้กับภูมิภาคที่ยากต่อการเข้าถึงและมีค่าใช้จ่ายสูงในแง่ของการจัดโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งก๊าซ นอกจากนี้ การผลิตก๊าซชีวภาพยังช่วยแก้ปัญหาการกำจัดของเสีย ซึ่งเป็นเรื่องร้ายแรงสำหรับการผลิตทางการเกษตรและอาหาร ในระหว่างกระบวนการผลิต นอกเหนือไปจากก๊าซชีวภาพ ความร้อน และปุ๋ยอินทรีย์แล้ว นอกจากนี้ การใช้ก๊าซชีวภาพยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอีกด้วย

ของแข็ง: เศษไม้และชีวมวล (เศษไม้ เม็ด (เม็ดเชื้อเพลิง) จากไม้ แกลบ ฟาง ฯลฯ ถ่านอัดแท่ง) ใช้สำหรับให้ความร้อนและขนส่งในระยะทางไกล

ก๊าซ: HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7" \o "ก๊าซชีวภาพ" ก๊าซชีวภาพ ก๊าซสังเคราะห์ .

ข้อดีของก๊าซชีวภาพเมื่อเทียบกับก๊าซธรรมชาติคือ สามารถผลิตได้จากวัตถุดิบในท้องถิ่น แม้จะอยู่ในพื้นที่ห่างไกลที่สุด เช่น ทำให้สามารถจัดหาเชื้อเพลิงให้กับภูมิภาคที่ยากต่อการเข้าถึงและมีค่าใช้จ่ายสูงในแง่ของการจัดโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งก๊าซ นอกจากนี้ การผลิตก๊าซชีวภาพยังช่วยแก้ปัญหาการกำจัดของเสีย ซึ่งเป็นเรื่องร้ายแรงสำหรับการผลิตทางการเกษตรและอาหาร ในระหว่างกระบวนการผลิต นอกเหนือไปจากก๊าซชีวภาพ ความร้อน และปุ๋ยอินทรีย์แล้ว นอกจากนี้ การใช้ก๊าซชีวภาพยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอีกด้วย

ดาวน์โหลด

พายุฝนฟ้าคะนองเป็นปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศซึ่งมีการปล่อยประกายไฟหลายครั้งในเมฆคิวมูลัสที่ระดับความสูง 7-15 กม. - ฟ้าแลบ พร้อมด้วยฟ้าร้อง ฝนซู่ ฝนลูกเห็บ และลมที่เพิ่มขึ้น ตามแนวคิดสมัยใหม่ การเกิดกระแสไฟฟ้าของเมฆเกิดขึ้นเนื่องจากการเสียดสีของผลึกน้ำแข็งกับส่วนผสมของไอน้ำและหยดน้ำขนาดเล็ก การแยกประจุไฟฟ้าและการก่อตัวของสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นเฉพาะกับกระแสขึ้นและลงในแนวดิ่งที่รุนแรงเท่านั้น
สำหรับปัญหาที่ชัดเจนขึ้นในการใช้พลังงานของการปล่อยฟ้าผ่า ให้เราพิจารณาสั้นๆ เกี่ยวกับมุมมองหลักสมัยใหม่เกี่ยวกับปรากฏการณ์ฟ้าผ่า ในปัจจุบัน คำถามนี้ยังไม่ได้รับการแก้ไข เนื่องจากหยดน้ำและผลึกน้ำแข็งในเมฆฝนฟ้าคะนองได้รับประจุ นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งเชื่อว่าหยดน้ำแข็งและผลึกจับประจุจากอากาศ อีกกลุ่มหนึ่งเชื่อว่าพวกมันถูกประจุเนื่องจากการแลกเปลี่ยนประจุเมื่อสัมผัสกัน จากการศึกษาทดลองพบว่าส่วนน้ำของเมฆขยายจากขอบล่างของเมฆฝนฟ้าคะนองไปยังชั้นที่มีอุณหภูมิ 00C ในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิตั้งแต่ 00C ถึง 150C น้ำและน้ำแข็งจะอยู่ร่วมกัน และต่ำกว่า 150C เมฆมักจะประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งเท่านั้น ส่วนหยดของเมฆส่วนใหญ่มีประจุลบ ในขณะที่ส่วนที่เป็นน้ำแข็งมีประจุบวก ในละติจูดกลาง จุดศูนย์กลางของประจุลบของเมฆฝนฟ้าคะนองจะอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 3 กม. และจุดศูนย์กลางของประจุบวกจะอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 6 กม. ความแรงของสนามไฟฟ้าภายในเมฆฝนฟ้าคะนองคือ 100-300 โวลต์/ซม. แต่ก่อนที่จะเกิดฟ้าผ่าในปริมาณเล็กน้อย อาจสูงถึง 1,600 โวลต์/ซม. กระบวนการพายุฝนฟ้าคะนองเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการแยกประจุในเมฆด้วยการพาความร้อน สนามพาในเมฆแบ่งออกเป็นหลายเซลล์ (มากถึง 8 ในพายุฝนฟ้าคะนองบางแห่ง) เซลล์พาความร้อนแต่ละเซลล์ต้องผ่านขั้นตอนกำเนิด ครบกำหนดและสลายตัว ที่ระยะนิวเคลียส กระแสจากน้อยไปมากจะมีอิทธิพลเหนือเซลล์พาความร้อนทั้งหมด ในบางกรณี ความเร็วของการไหลจากน้อยไปมากอาจสูงถึง 30 m/s แต่โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 10-12 m/s เซลล์พาความร้อนที่โตเต็มที่นั้นมีลักษณะเฉพาะโดยการพัฒนาของกระแสขึ้นและลง กิจกรรมทางไฟฟ้า (การปล่อยฟ้าผ่า) และการตกตะกอน เซลล์ดังกล่าวมีเส้นผ่านศูนย์กลางแนวนอน 2-8 กม. และขยายความสูงได้ถึงระดับที่มีอุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ในขั้นตอนการทำให้หมาด ๆ กระแสน้ำจากมากไปน้อยจะมีอิทธิพลเหนือเซลล์พาความร้อนทั้งหมดโดยมีกิจกรรมทางไฟฟ้าลดลงและปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาต่อหน่วยเวลา วงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของเซลล์พาความร้อนคือประมาณหนึ่งชั่วโมง
ระยะเวลาของระยะครบกำหนดคือ 15-30 นาทีระยะการสลายตัวประมาณ 30 นาที
พายุฝนฟ้าคะนองยาวนานหลายชั่วโมงเป็นผลมาจากการทำงานของเซลล์พาความร้อนหลายเซลล์
ปริมาตรของเมฆฝนฟ้าคะนองซึ่งประกอบด้วยหยดและผลึกน้ำแข็งรวมกันตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพันลูกบาศก์กิโลเมตร มวลของอนุภาคน้ำและน้ำแข็งที่มีปริมาตรนี้อยู่ที่ประมาณ 106 - 107 ตัน
พลังงานศักย์ของเมฆฝนฟ้าคะนองมีค่าตั้งแต่ 1,013 ถึง 1,014 J และไปถึงพลังงานของระเบิดเมกะตันแสนสาหัส ฟ้าผ่าซึ่งมักจะเป็นเส้นตรง ยาวหลายกิโลเมตร และมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายสิบเซนติเมตร หมายถึงการปล่อยประจุแบบไร้ขั้วไฟฟ้า เนื่องจากมันถูกสร้างขึ้นในกลุ่มของอนุภาคที่มีประจุ โดยจะเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน ตามเงื่อนไขของการพัฒนาพายุฝนฟ้าคะนองแบ่งออกเป็นอินทรามัสและหน้าผาก พายุฝนฟ้าคะนองภายในมวลเหนือแผ่นดินใหญ่เกิดขึ้นจากความร้อนในท้องถิ่นของอากาศจากพื้นผิวโลกซึ่งนำไปสู่การพัฒนากระแสการพาความร้อนในท้องถิ่นและการก่อตัวของเมฆคิวมูโลนิมบัสที่ทรงพลัง ดังนั้น พายุฝนฟ้าคะนองบริเวณหน้าดินจึงเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในช่วงบ่าย ในทะเลพบสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการพัฒนาการพาความร้อนในเวลากลางคืนและค่าสูงสุดในหลักสูตรรายวันอยู่ที่ 4-5 โมงเช้า
พายุฝนฟ้าคะนองบริเวณหน้าผากเกิดขึ้นที่ส่วนหน้า กล่าวคือ บนขอบเขตระหว่างมวลอากาศอุ่นและอากาศเย็น และไม่มีหลักสูตรประจำวันตามปกติ ทั่วทวีปในเขตอบอุ่นจะพบบ่อยและรุนแรงที่สุดในฤดูร้อน ในพื้นที่แห้งแล้ง - ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง พายุฝนฟ้าคะนองในฤดูหนาวเกิดขึ้นในกรณีพิเศษ - ระหว่างทางเดินที่มีอากาศหนาวเย็นเป็นพิเศษ โดยทั่วไป พายุฝนฟ้าคะนองในฤดูหนาวเป็นปรากฏการณ์ที่หายากมาก
พายุฝนฟ้าคะนองบนโลกมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอ: ในอาร์กติกจะเกิดขึ้นทุกๆสองสามปีในเขตอบอุ่นในแต่ละจุดมีพายุฝนฟ้าคะนองเป็นเวลาหลายสิบวัน เขตร้อนและบริเวณเส้นศูนย์สูตรเป็นบริเวณที่มีฟ้าร้องมากที่สุดของโลก และถูกเรียกว่า "เข็มขัดพายุฝนฟ้าคะนองชั่วนิรันดร์" ในพื้นที่ Butensorg บนเกาะชวา พายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงถึง 322 วันต่อปี ในทะเลทรายซาฮาราแทบไม่มีพายุฝนฟ้าคะนองเลย โครงสร้างทางไฟฟ้าของเมฆฝนฟ้าคะนองทั่วไปคือแบบไบโพลาร์ - ประจุบวกและลบจะอยู่ที่ส่วนบนและส่วนล่างของเมฆตามลำดับ ใกล้กับฐานของเมฆ ภายใต้ประจุลบ มักจะมีเพิ่มเติม
ประจุบวก ขึ้นอยู่กับเงื่อนไข (โดยเฉพาะตามละติจูดของพื้นที่) ค่าต่าง ๆ ของประจุบวกบนและค่าลบที่ต่ำกว่านั้นเป็นไปได้
สนามไฟฟ้าในเมฆเกิดจากการกระจายประจุในอวกาศที่สร้างขึ้นโดยตัวพาประจุทั้งหมดในคลาวด์ที่กำหนด ในเมฆฝนฟ้าคะนองจะเกิดการสะสมของประจุพื้นที่ขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว ความหนาแน่นของประจุพื้นที่เฉลี่ยสามารถอยู่ที่ (0.3-3)10-C/m2 พื้นที่ที่มีความหนาแน่นของประจุสูงสุดมีขนาดหลายร้อยเมตร ในปริมาณเมฆในพื้นที่ดังกล่าว เงื่อนไขจะถูกสร้างขึ้นซึ่งเอื้ออำนวยต่อการก่อตัวของฟ้าผ่า ตามแนวคิดสมัยใหม่ ปริมาตรที่มีความหนาแน่นประจุสูงสุด (โซนของความไม่เท่าเทียมกัน) มีขนาด 200-400 ม. มากที่สุด กระบวนการของการพัฒนาฟ้าผ่าบนพื้นดินประกอบด้วยหลายขั้นตอน ในระยะแรก ในโซนที่สนามไฟฟ้ามีค่าเพียงพอ การแตกตัวเป็นไอออนของอากาศจะเริ่มขึ้น อิเล็กตรอนอิสระซึ่งมีอยู่ในอากาศจำนวนเล็กน้อยเสมอภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าจะได้รับความเร็วที่สำคัญสู่พื้นดินและชนกับอะตอมของอากาศทำให้เกิดไอออน ดังนั้นหิมะถล่มของอิเล็กตรอนจึงเกิดขึ้นกลายเป็นไส้หลอดของการปล่อยไฟฟ้าซึ่งเป็นช่องทางที่มีการนำไฟฟ้าที่ดีซึ่งรวมเข้าด้วยกันทำให้เกิดช่องไอออนไนซ์ความร้อนที่สว่างและมีการนำไฟฟ้าสูง - ผู้นำฟ้าผ่าแบบขั้นบันได การเคลื่อนที่ของผู้นำไปยังพื้นผิวโลกเกิดขึ้นเป็นขั้นๆ หลายสิบเมตร ด้วยความเร็วประมาณ 510 ม./วินาที หลังจากนั้นการเคลื่อนที่หยุดเป็นเวลาหลายสิบไมโครวินาที และการเรืองแสงจะลดลงอย่างมาก ในระยะต่อมา ผู้นำจะเลื่อนไปอีกหลายสิบเมตรอีกครั้ง ในเวลาเดียวกัน แสงสว่างที่ส่องประกายครอบคลุมทุกย่างก้าวที่ผ่านไป จากนั้นหยุดและแสงที่อ่อนลงตามอีกครั้ง กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกเมื่อผู้นำเคลื่อนตัวไปยังพื้นผิวโลก เมื่อผู้นำเคลื่อนไปที่พื้น แรงดันไฟฟ้าที่ปลายจะเพิ่มขึ้น และภายใต้การกระทำของมัน ลำแสงตอบสนองจะถูกขับออกจากวัตถุที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวโลก โดยเชื่อมต่อกับผู้นำ ในขั้นตอนสุดท้าย การปล่อยสายฟ้าหลักตามช่องทางที่แตกตัวเป็นไอออนโดยผู้นำ การคายประจุหลักมีลักษณะเป็นกระแสตั้งแต่หลายหมื่นถึงหลายแสนแอมแปร์ ความสว่างเกินความสว่างของผู้นำอย่างมีนัยสำคัญ และความเร็วสูง
เกี่ยวกับ
ล่วงหน้าเริ่มแรกถึงประมาณ 10 m / s ในตอนท้ายลดลงเป็น 107 m / s อุณหภูมิของช่องในระหว่างการปล่อยหลักสามารถเกิน 25,000 0C ความยาวของช่องคือ 1-10 กม. เส้นผ่านศูนย์กลางหลายเซนติเมตร หลังจากผ่านพัลส์ปัจจุบันไอออไนเซชันของช่องสัญญาณและการเรืองแสงจะอ่อนลง รูปที่ 2.20. แสดงการพัฒนาสายฟ้าสามขั้นตอน ในรูปนี้: 1- เมฆฝนฟ้าคะนอง; 2 - ช่องทางของผู้นำก้าว; มงกุฎ 3 ช่อง; 4 - อิมพัลส์โคโรนาบนหัวช่อง; 5 - หมวดหมู่หลัก โดยหลักการแล้ว วิธีหลักในการรับกระแสไฟฟ้าจากการปล่อยฟ้าผ่าเป็นไปได้ดังต่อไปนี้
ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2471-2476 ตะแกรงโลหะถูกแขวนไว้บนภูเขาเจเนโรโซในสวิตเซอร์แลนด์ที่ความสูง 80 เมตรเหนือพื้นผิวโลก ระหว่างพายุฝนฟ้าคะนอง ตารางนี้เก็บประจุเพียงพอที่จะคงไว้ 0.01 วินาทีสำหรับอาร์คไฟฟ้ายาว 4.5 ม. ซึ่งสอดคล้องกับความแรงของกระแสไฟฟ้าหลายหมื่นแอมแปร์และความต่างศักย์ที่ 1 ล้านโวลต์ เบื้องต้นสันนิษฐานว่าได้มาจากสิ่งนี้
การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในการเร่งอนุภาคที่มีประจุในตัวเร่งความเร็ว อย่างไรก็ตาม ความคิดนี้ต้องถูกละทิ้งเพราะความเข้มแข็ง

ข้าว. 2.20. สามขั้นตอนของการพัฒนาสายฟ้า

ความแปรปรวนของสถานะทางไฟฟ้าของเมฆฝนฟ้าคะนองและยังไม่สามารถควบคุมได้ ความพยายามที่จะใช้กระแสไฟฟ้าที่ไหลระหว่างพายุฝนฟ้าคะนองในเสาอากาศที่ยกสูงเหนือพื้นผิวโลกเพื่อจ่ายไฟให้กับหลอดไส้ก็ยังไม่เกิดผลดีทางเศรษฐกิจเช่นกัน
การทดลองเป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อใดที่ผลของการระเบิดลึกในทะเลซึ่งทำให้น้ำพุสูงประมาณ 70 เมตรภายใต้เมฆฝนฟ้าคะนองทำให้เกิดการปล่อยเมฆในทะเล นอกจากนี้ยังมีการปล่อยสายฟ้าฟาดลงบนพื้นผิวโลก (ทะเล) ด้วยความช่วยเหลือของลวดซึ่งถูกส่งไปยังเมฆโดยจรวด โดยทั่วไปแล้ว การคายประจุจะเกิดขึ้นเมื่อจรวดพุ่งขึ้นสูงประมาณ 100 ม. ซึ่งเพียงพอแล้วที่จะปล่อยเมฆฝนฟ้าคะนองลงสู่พื้นด้วยความสูงขอบเขตที่ต่ำกว่าประมาณหนึ่งกิโลเมตร นอกจากนี้ยังมีความพยายามที่จะใช้ลำแสงโปรตอนที่ได้รับจากซินโครตรอนและด้วยความช่วยเหลือของเลเซอร์เพื่อสร้างช่องสำหรับฟ้าผ่า ข้อเสียเปรียบหลักของวิธีการเหล่านี้คือปัญหาทางเทคนิคล้วนๆ มีโครงการสำหรับการกระเจิงโลหะหรือแผ่นโลหะและเส้นใยในเมฆโดยมีบทบาทเป็นตัวนำไฟฟ้าลัดวงจรและในขณะเดียวกันก็ปล่อยไมโครดิสชาร์จเจอร์ซึ่งเนื่องจากการมีสนามไฟฟ้าของตัวเองในเมฆ เพียงพอสำหรับการปล่อยโคโรนา การทดลองเพาะเมฆด้วยรีเอเจนต์ตกผลึกเพื่อเปลี่ยนสถานะทางไฟฟ้าพบว่าภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

เป็นไปได้ที่จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าอย่างเข้มข้นของเมฆ และวิธีหนึ่งในการควบคุมสถานะทางไฟฟ้าของเมฆฝนฟ้าคะนองนั้นเกี่ยวข้องกับการควบคุมกระบวนการตกผลึก แต่ผลลัพธ์ดังกล่าว
ผลกระทบต่อความเป็นไปได้ของการปล่อยพลังงานสูงยังไม่ได้รับการพิจารณาอย่างเพียงพอ
วิศวกรไฟฟ้าของรัสเซียได้เสนอวิธีการใช้พลังงานฟ้าผ่า ซึ่งประกอบด้วยการดักจับประจุฟ้าผ่าผ่านสายล่อฟ้าที่เชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับตัวนำไฟฟ้าลง การต่อสายดินผ่านอุปกรณ์สกัดพลังงานฟ้าผ่า และการใช้ไฟฟ้า
พลังงานฟ้าผ่าในความจุทั่วไป ในขณะที่เริ่มต้นการปล่อยฟ้าผ่าเพิ่มเติมด้วยวิธีการเช่น เลเซอร์ปล่อยซึ่งสร้างโซนของการสลายไฟฟ้าแบบไม่ใช้ไฟฟ้าของอากาศเพื่อกระตุ้นผู้นำการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของการปล่อยประกายไฟของสายฟ้าและพลังงานจะถูกลบออก ผ่านตัวเก็บประจุกระแสไฟที่ทำจากวงจรเรโซแนนซ์ของตัวกรอง LC พร้อมไดโอดบริดจ์
วงจรไฟฟ้าของอุปกรณ์ที่นำเสนอแสดงในรูปที่ 3.20 ในรูปนี้: 1- สายล่อฟ้า; 2 - ตัวนำลง; 3- ตัวกรอง LC เรโซแนนซ์สามส่วน; 4- ความจุรวม; 5- สวิตช์อัตโนมัติ; 6 - ความต้านทานเป็นโมฆะ; 7 - ทางออกสู่ผู้บริโภค สายล่อฟ้าแต่ละเส้นทำขึ้นในรูปของตาข่ายโลหะที่ห้อยอยู่เหนือพื้นดิน ยึดติดกับฉนวน ตัวสะสมกระแสไฟทำมาจากสเตจ D ที่เชื่อมต่อแบบขนานและเชื่อมต่อแบบอนุกรมมากกว่าสองสเตจ ซึ่งให้กระแสปล่อยฟ้าผ่าลดลง แต่ละขั้นตอนทำจากตัวกรอง LC เรโซแนนท์สามส่วน ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยคัปปลิ้งแบบเหนี่ยวนำทั่วไป คัปปลิ้งอุปนัยทั่วไปเกิดขึ้นจากขดลวดเหนี่ยวนำสามตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม และตัวเรียงกระแสแบบบริดจ์ที่สอดคล้องกันจะเชื่อมต่อที่เอาต์พุตของแต่ละสเตจ ในกรณีนี้ เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์จะเชื่อมต่อแบบขนานและเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุทั่วไป CH เอาต์พุต "บวก" ผ่านไดโอดเรียงกระแสเชื่อมต่อกับเพลตของความจุรวม Sn. เอาต์พุต "ลบ" เชื่อมต่อกับเพลทอื่นของความจุสะสม CH เอาต์พุตจาก CH เชื่อมต่อกับระบบของผู้บริโภค มีการติดตั้งสวิตช์อัตโนมัติที่ทางออกของถังเก็บทั่วไป SN เพื่อเชื่อมต่อกับผู้บริโภคหรือ
ความต้านทานลบล้างประจุสะสมจากความจุทั้งหมด
นอกจากนี้ยังมีการเสนออุปกรณ์ซึ่งใช้ท่อนำไฟฟ้าแนวตั้งที่หุ้มฉนวนจากพื้นดินเป็นสายล่อฟ้าซึ่งภายในนั้นใส่ถ้วยอิเล็กทริกที่มีผนังหนาคว่ำเพื่อให้ส่วนบนของท่อลอยขึ้นเหนือขอบถ้วย การเคลือบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ลงกราวด์ถูกนำไปใช้กับพื้นผิวด้านในของผนังถ้วย สายล่อฟ้าเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้ากับปลายด้านหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า ส่วนปลายอีกด้านต่อสายดิน การเหนี่ยวนำของขดลวดปฐมภูมิและความจุที่เกิดจากท่อนำไฟฟ้า ผนังของกระจก และสารเคลือบสื่อกระแสไฟฟ้าก่อให้เกิดวงจรออสซิลเลเตอร์แบบขนาน การปล่อยฟ้าผ่าบนสายล่อฟ้าเกิดขึ้นจากการแตกสลายของแสงที่ขยายออกไป ซึ่งเกิดขึ้นจากลำแสงเลเซอร์อินฟราเรดแบบพัลซิ่ง การกำหนดค่าและทิศทางของลำแสงความร้อนเกิดขึ้นจากกระจกไดโครอิกที่ควบคุม
ที่อยู่ภายในแก้ว กระจกนี้ทำงานพร้อมกันโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบการสแกนด้วยแสงของบรรยากาศ ซึ่งจำเป็นในการระบุโซนที่มีการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่สำคัญในส่วนล่างของเมฆฝนฟ้าคะนองโดยใช้วิธีการระบุตำแหน่งทางแสงที่ทราบ พลังงานที่นำมาจากขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าจะใช้เพื่อให้พลังงานแก่ทุกระบบของอุปกรณ์ และสามารถถ่ายโอนบางส่วนไปยังผู้บริโภคได้ อุปกรณ์สำหรับสะสมพลังงานไฟฟ้า อุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณสะสมพลังงานไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาในสายล่อฟ้าเมื่อฟ้าผ่ากระทบกับฟ้าผ่า เช่นเดียวกับการดึงส่วนเกินออกจากบรรยากาศระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า แสดงในรูปที่ 4.20 ในภาพนี้: 1- สายล่อฟ้าโลหะ; 2 - ขดลวด toroidal
การเหนี่ยวนำ; 3 - องค์ประกอบที่ตรงกัน; 4- การต่อสายดิน ดังที่เห็นได้จากรูปด้านบน อุปกรณ์ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรนี้ประกอบด้วยสายล่อฟ้าที่ต่อสายดินในแนวตั้ง นอกจากนี้สายล่อฟ้ายังทำในรูปแบบของตัวนำโลหะซึ่งอยู่ใกล้กับองค์ประกอบหนึ่งหรือหลายองค์ประกอบสำหรับเก็บพลังงานไฟฟ้า
องค์ประกอบในการรับพลังงานไฟฟ้าประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ
องค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์และความจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อสร้างวงจรไฟฟ้าเดี่ยว ในอุปกรณ์นี้ ขดลวดเหนี่ยวนำจะถูกวางในมุมฉากกับระนาบใดๆ ที่ผ่านแกนของสายล่อฟ้า และทำในรูปแบบของ toroid แกนสมมาตรซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับแกนของสายล่อฟ้า

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนจากสถาบันฟิสิกส์บรรยากาศได้พัฒนาเทคโนโลยีที่แตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับการใช้พลังงานฟ้าผ่า ในการดักจับสายฟ้า จรวดที่ติดตั้งสายล่อฟ้าพิเศษจะถูกใช้ ซึ่งจะถูกปล่อยเข้าสู่ใจกลางของเมฆฝนฟ้าคะนอง จรวด "YL-1" ต้องเริ่มก่อนฟ้าผ่าสักสองสามนาที "จากการตรวจสอบพบว่าความแม่นยำของการเปิดตัวอยู่ที่ 70%" นักพัฒนาอุปกรณ์กล่าว พลังงานของฟ้าผ่า เช่นเดียวกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา จะถูกนำมาใช้เพื่อดัดแปลงพันธุกรรมพืชผลทางการเกษตรและผลิตเซมิคอนดักเตอร์ นอกจากนี้ เทคโนโลยีใหม่นี้จะช่วยลดความเสียหายทางเศรษฐกิจจากพายุฝนฟ้าคะนองได้อย่างมาก
บริษัท อเมริกัน Alternative Energy Holdings (Alt-Holding) เสนอวิธีการใช้พลังงานฟรีอีกวิธีหนึ่ง ผู้เชี่ยวชาญของบริษัทอ้างว่าพวกเขาสามารถพัฒนาวิธีการรวบรวมและใช้พลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าในเมฆฝนฟ้าคะนอง โครงการนี้มีชื่อว่า Lightning Harvester
ตั้งแต่ปี 2549 eVolo ได้จัดการแข่งขัน eVolo Skyscraper Competition ประจำปี ซึ่งมีสถาปนิกที่ออกแบบอาคารสูงที่ซับซ้อน และตึกระฟ้าที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุดและการใช้วัสดุที่ทันสมัยที่สุดอย่างกว้างขวาง นอกจากนี้ ผู้จัดการแข่งขันยังประเมินโครงการที่ส่งเข้ามาในแง่ของความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ดังนั้น การแข่งขัน Evolo Skyscraper Competition ปี 2011 ปีนี้จึงได้รับรางวัลสำหรับโครงการ LO2P Recycling Skyscraper (การรีไซเคิลตึกระฟ้าในอินเดีย), Flat Tower (พลังงานทางเลือก) และเขื่อนไฮดรอลิกที่รวมโรงไฟฟ้า แกลเลอรี่ และพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ ในการแข่งขันเดียวกัน กลุ่มสถาปนิกและวิศวกรจากเซอร์เบียได้นำเสนอโครงการตึกระฟ้าที่ไม่ธรรมดาซึ่งผลิตไฮโดรเจนโดยใช้ไฟฟ้า "สวรรค์" ความคิดของทีมเซอร์เบียกลับกลายเป็นว่าน่าสนใจมากจนโครงการ Khidra ได้รับรางวัลชมเชย แต่ตอนนี้คว้ารางวัลไปหนึ่งรางวัล อันที่จริง ตึกระฟ้าไฮดราเป็นโครงการของอาคารสูงที่จะรับฟ้าผ่าจากพายุฝนฟ้าคะนองในพื้นที่ นอกจากนี้ มันควรจะใช้พลังงานสำหรับกระบวนการแยก (อิเล็กโทรไลซิส) ของน้ำธรรมดาเป็นส่วนประกอบ - ไฮโดรเจนและออกซิเจน ดังนั้น ด้านหนึ่ง อาคารนี้จะทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสะอาด และในทางกลับกัน จะกลายเป็นผู้จัดหาออกซิเจนอีกรายหนึ่งสู่ชั้นบรรยากาศของโลก
เนื่องจากความคาดเดาไม่ได้และความผันผวนของฟ้าผ่า ผู้เขียนโครงการจึงเสนอวิธีแก้ปัญหาต่างๆ ที่จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของตึกระฟ้า Khidr เพื่อดึงดูดการปล่อยฟ้าผ่าให้ได้มากที่สุด โครงสร้างต้องได้รับการติดตั้งในบริเวณเหล่านั้นของโลกที่มีการสังเกตฟ้าผ่าจำนวนมากที่สุด พื้นที่เหล่านี้รวมถึงพื้นที่บางส่วนที่ตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา (ฟลอริดา) เวเนซุเอลา โคลอมเบีย อินเดีย (ทางตอนเหนือของประเทศเหล่านี้) อินโดนีเซีย (คาบสมุทรมะละกา) และคองโก (แอฟริกา) ในพื้นที่เหล่านี้ ทุกๆ ตารางกิโลเมตรของอาณาเขต มีฟ้าผ่า 50-70 ครั้งขึ้นไปทุกปี นอกจากการเลือกสถานที่ที่เหมาะสมในการก่อสร้างแล้ว การก่อสร้างโครงการ Khidra ในพื้นที่เปิดจะเพิ่มโอกาสในการล่าฟ้าผ่าที่ประสบความสำเร็จ ดังนั้นหากตึกระฟ้าตั้งอยู่ในเมืองใหญ่ก็ควรกลายเป็นตึกที่สูงที่สุดในมหานคร มิฉะนั้น ส่วนหนึ่งของฟ้าผ่าจะถูกดึงดูดโดยตึกระฟ้าหรือหอคอยที่อยู่ใกล้เคียง ตัวอย่างเช่น มีการสังเกตด้วยตึกเอ็มไพร์สเตท (อาคารที่สูงที่สุดในนิวยอร์ก) ซึ่งได้รับฟ้าผ่าเพียง 20 ครั้งต่อปีเท่านั้น
นอกเหนือจากความยากลำบากในการทำนายล่วงหน้าว่า "ตึกระฟ้า" เซอร์เบียจะสามารถจับสายฟ้าได้มากเพียงใด โครงการนี้ยังมีปัญหาอีกมากมายที่ยากจะแก้ไข อุณหภูมิในการทำงานสูง (สูงถึง 27,000 ° C) และกระแสไฟขนาดใหญ่ (สูงถึง 200,000 A) ของการปล่อยฟ้าผ่าซึ่งจะทำให้ความต้องการวัสดุที่ใช้สูงสุดรวมถึงความจำเป็นในการสร้างตัวเก็บประจุที่มีความจุขนาดใหญ่และ ด้วยคุณสมบัติที่ไม่เคยมีมาก่อน
อย่างไรก็ตาม ก่อนที่กระแสไฟฟ้าในบรรยากาศจะเข้าสู่เครือข่ายอุตสาหกรรม จะต้องแปลงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม: กระแสสลับที่มีความถี่ 50 - 60 เฮิรตซ์ ที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 - 550 โวลต์ (สำหรับโครงข่ายไฟฟ้าของประเทศต่างๆ พารามิเตอร์เหล่านี้ต่างกัน) . นั่นคือไม่เพียงพอที่จะส่งสายฟ้าฟาดไปที่ไดรฟ์ มีการเสนอวิธีแก้ปัญหาต่างๆ ในช่วงเวลาต่างๆ รวมถึงอ่างเก็บน้ำบาดาล ภายใต้อิทธิพลของพลังงานของการปล่อยไฟฟ้าน้ำควรกลายเป็นไอน้ำซึ่งตามที่ผู้เขียนสิทธิบัตร (และโครงการดังกล่าวได้รับการจดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาในยุค 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา) ควรหมุนใบพัดกังหัน เช่นเดียวกับในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและนิวเคลียร์แบบคลาสสิก แต่ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวต่ำมาก ปัจจุบันมีการพัฒนาตัวเก็บประจุไฟฟ้าอันทรงพลัง - อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความจุสูงที่สามารถเก็บพลังงานสะสมเป็นเวลาหลายเดือนและตัวแปลงกระแสสลับบนไทริสเตอร์ความเร็วสูงซึ่งมีประสิทธิภาพถึง 85% ปัญหาที่สองคือความคาดเดาไม่ได้ของพายุฝนฟ้าคะนองและการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอ แน่นอนว่ากิจกรรมของพายุฝนฟ้าคะนองที่ยิ่งใหญ่ที่สุดนั้นอยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมากขึ้น แต่การปล่อยประจุที่เกิดขึ้นในละติจูดเหล่านี้ส่วนใหญ่มักไม่ได้เกิดขึ้นระหว่างเมฆฝนฟ้าคะนองกับพื้นดิน แต่ระหว่างเมฆหรือส่วนต่างๆ ของเมฆ แน่นอน ในแอฟริกากลางมีพื้นที่กว้างใหญ่ที่มีฟ้าผ่ามากกว่า 70 ครั้งต่อตารางกิโลเมตรต่อปี มีโซนดังกล่าวในสหรัฐอเมริกา: ในรัฐโคโลราโดและฟลอริดา แต่ก็ยังเป็นพื้นที่ที่ค่อนข้างท้องถิ่น ในขณะเดียวกัน ในทางทฤษฎีแล้ว กระแสไฟฟ้าในบรรยากาศนั้นมีอยู่ทุกที่ในโลก
ผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานร่วมกับดาวเทียมภารกิจวัดปริมาณน้ำฝนในเขตร้อนของสหรัฐฯ (TRMM) ได้เผยแพร่รายงานเกี่ยวกับหนึ่งในความสำเร็จล่าสุดของพวกเขา หลังจากการสังเกตมาหลายปี TRMM ได้รวบรวมแผนที่โลกของความถี่ฟ้าผ่า ตามจำนวนการปล่อยที่ทำให้ไม่เห็นซึ่งเกิดขึ้นในแต่ละตารางกิโลเมตรของพื้นที่ที่กำหนดในหนึ่งปี ในตอนกลางของทวีปแอฟริกามีเขตที่มีฟ้าผ่ามากกว่า 70 ครั้งต่อตารางกิโลเมตรต่อปี มีการวางแผนการก่อสร้างโรงงาน "ฟ้าผ่า" ในขณะเดียวกัน ผู้พัฒนาเชื่อว่าโรงไฟฟ้าพลังสายฟ้าจะจ่ายให้หมดภายใน 4-7 ปี
ควรสังเกตว่าแม้จะมีการศึกษาลักษณะการก่อตัวและการก่อตัวของการปล่อยฟ้าผ่าค่อนข้างดี ข้อมูลการทดลองใหม่ก็ปรากฏขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นในปี 1989 จึงมีการค้นพบรูปแบบใหม่ - การคายประจุไฟฟ้าในระดับสูงหรือสไปรท์ การปล่อยเหล่านี้เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศรอบนอกและพุ่งจากบนลงล่างสู่เมฆฝนฟ้าคะนองในระยะทาง 40-50 กม. แต่จะหายไปก่อนที่จะไปถึงพวกเขา นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติไต้หวัน Chen Kun แห่งไต้หวันสังเกตเห็นแม้แต่ฟ้าผ่าในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองหลายครั้งเหนือทะเลจีนใต้ในปี 2545 การปล่อยกระแสไฟฟ้าในบรรยากาศไม่ได้ลดลง แต่เพิ่มขึ้น - จากเมฆฝนฟ้าคะนองไปจนถึงชั้นบนของชั้นบรรยากาศ สายฟ้าแตกแขนงมีขนาดมหึมา: ซิกแซกเรืองแสงยาว 80 กม. ขึ้นไป 95 กม. การปล่อยประจุใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งวินาทีและมาพร้อมกับการปล่อยคลื่นวิทยุความถี่ต่ำ
คำถามทดสอบ
ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติใดที่เรียกว่า "พายุฝนฟ้าคะนอง"?
การเกิดกระแสไฟฟ้าของเมฆเกิดจากปรากฏการณ์ใด
กระบวนการพัฒนาของ Ground Lightning คืออะไร?
อะไรคือวิธีการพื้นฐานที่เป็นไปได้ในการรับกระแสไฟฟ้าจากการปล่อยฟ้าผ่า?
อุปกรณ์ใดบ้างที่เสนอให้ใช้เป็นสายล่อฟ้า
ฟ้าผ่ามากที่สุดในพื้นที่ใดของโลกของเรา?
การใช้พลังงานฟ้าผ่าในประเทศใดของโลก

พลังงานพายุฝนฟ้าคะนองยังคงเป็นเพียงทิศทางตามทฤษฎี สาระสำคัญของเทคนิคคือการจับพลังงานของสายฟ้าและเปลี่ยนเส้นทางไปยังโครงข่ายไฟฟ้า แหล่งพลังงานนี้เป็นพลังงานหมุนเวียนและหมายถึงพลังงานทดแทน กล่าวคือ ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม

กระบวนการสร้างฟ้าผ่านั้นซับซ้อนมาก ในขั้นต้น จากก้อนเมฆที่มีกระแสไฟฟ้า ผู้นำพุ่งไปที่พื้นซึ่งเกิดจากหิมะถล่มทางอิเล็กทรอนิกส์ที่รวมเข้ากับการปล่อย (ลำแสง) การปลดปล่อยนี้ทิ้งช่องไอออนร้อนซึ่งปล่อยสายฟ้าหลักเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ฉีกออกจากโลกด้วยสนามไฟฟ้าอันทรงพลัง ในเสี้ยววินาที กระบวนการนี้จะทำซ้ำหลายครั้ง ปัญหาหลักคือการจับการปลดปล่อยและเปลี่ยนเส้นทางไปยังเครือข่าย

เบนจามิน แฟรงคลิน ก็กำลังตามล่าหากระแสไฟฟ้าจากสวรรค์เช่นกัน ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง เขาปล่อยว่าวเข้าไปในก้อนเมฆและตระหนักว่าเขากำลังเก็บประจุไฟฟ้า

พลังงานฟ้าผ่าคือพลังงานบริสุทธิ์ 5 พันล้านจูลในจังหวะเดียว ซึ่งเทียบได้กับน้ำมันเบนซิน 145 ลิตร เชื่อกันว่าฟ้าผ่า 1 ครั้งมีพลังงานจำนวนมหาศาลที่ประชากรทั้งหมดในสหรัฐอเมริกาใช้ภายใน 20 นาที

มีการจดทะเบียนการปล่อยประจุประมาณ 1.5 พันล้านครั้งทั่วโลกทุกปี กล่าวคือ ฟ้าผ่ากระทบพื้นผิวโลกประมาณ 40-50 ครั้งต่อวินาที

การทดลอง

เมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2549 บริษัท Alternative Energy Holdings ได้ประกาศความสำเร็จในการสร้างการออกแบบต้นแบบที่สามารถสาธิตการ "ดักจับ" ของสายฟ้าแล้วแปลงเป็นไฟฟ้า "ในครัวเรือน" บริษัทระบุว่าการคืนทุนของอะนาล็อกอุตสาหกรรมในปัจจุบันจะอยู่ที่ 4-7 ปีในราคาขายปลีก 0.005 ดอลลาร์ต่อ 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง น่าเสียดายที่การจัดการโครงการหลังจากการทดลองเชิงปฏิบัติหลายครั้ง ถูกบังคับให้รายงานความล้มเหลว จากนั้น Martin A. Umani เปรียบเทียบพลังงานของสายฟ้ากับพลังงานของระเบิดปรมาณู

ในปี พ.ศ. 2556 เจ้าหน้าที่ของมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันได้จำลองประจุไฟฟ้าเทียมในห้องปฏิบัติการ ซึ่งคล้ายกับพารามิเตอร์ทั้งหมดกับฟ้าผ่าจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ ด้วยอุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่าย นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถ "จับ" ได้ และในเวลาเพียงไม่กี่นาทีก็ชาร์จแบตเตอรี่ของสมาร์ทโฟนจนเต็ม

ทัศนคติ

ฟาร์มสายฟ้ายังคงเป็นความฝัน พวกเขาจะกลายเป็นแหล่งพลังงานราคาถูกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่ไม่สิ้นสุด การพัฒนาพื้นที่พลังงานนี้ได้รับผลกระทบจากปัญหาพื้นฐานหลายประการ:

• เป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายเวลาและสถานที่ของพายุฝนฟ้าคะนอง ซึ่งหมายความว่าแม้ในที่ที่มีการตั้งค่าสูงสุดสำหรับการโจมตีด้วยฟ้าผ่า จำเป็นต้องติดตั้ง "กับดัก" ค่อนข้างมาก
• สายฟ้าเป็นพลังงานระเบิดระยะสั้นซึ่งมีระยะเวลาเท่ากับเศษเสี้ยววินาทีและจะต้องเชี่ยวชาญอย่างรวดเร็ว เพื่อแก้ปัญหานี้ จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งยังไม่มีอยู่จริง และราคาของมันน่าจะสูงมาก คุณยังสามารถใช้ระบบออสซิลเลเตอร์ที่หลากหลายกับวงจรประเภทที่ 2 และ 3 ได้ ซึ่งทำให้คุณสามารถประสานโหลดกับความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้
• พลังการปลดปล่อยก็แตกต่างกันมาก ฟ้าผ่าส่วนใหญ่อยู่ที่ 5-20 kA แต่มีกระแสไฟวาบ 200 kA และแต่ละอันจะต้องถูกทำให้เป็นมาตรฐาน 220 V และ 50-60 Hz AC
• สายฟ้าเป็นลบ เกิดขึ้นจากพลังงานที่สะสมในส่วนล่างของเมฆ และบวก สะสมในส่วนบนของมัน ปัจจัยนี้ควรนำมาพิจารณาด้วยเมื่อเตรียมฟาร์มฟ้าผ่า ยิ่งกว่านั้นเพื่อจับประจุบวกจะต้องใช้พลังงานซึ่งพิสูจน์ได้จากตัวอย่างโคมระย้าของ Chizhevsky
• ความหนาแน่นของไอออนที่มีประจุในบรรยากาศ 1 ลูกบาศก์เมตรต่ำ ความต้านทานอากาศสูง ดังนั้น มีเพียงอิเล็กโทรดที่แตกตัวเป็นไอออนซึ่งสูงที่สุดเหนือพื้นผิวโลกเท่านั้นที่สามารถ "จับ" ฟ้าผ่าได้ แต่สามารถจับพลังงานได้เฉพาะในรูปของกระแสไมโครเท่านั้น หากคุณยกอิเล็กโทรดขึ้นใกล้กับก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้ามากเกินไป อาจทำให้เกิดฟ้าผ่าได้ กล่าวคือ แรงดันไฟกระชากในระยะสั้นแต่ทรงพลังจะส่งผลให้เกิดการพังทลายของอุปกรณ์ฟาร์มฟ้าผ่า

แม้จะมีปัญหาที่ชัดเจน แต่แนวคิดในการสร้างฟาร์มฟ้าผ่ายังมีชีวิตอยู่: มนุษยชาติต้องการทำให้เชื่องธรรมชาติและเข้าถึงแหล่งพลังงานหมุนเวียนจำนวนมาก

ใครก็ตามที่เคยอ่านเกี่ยวกับค่ามหาศาลของแรงดันและกระแสในช่องของฟ้าผ่าเชิงเส้นคิดว่า: เป็นไปได้ไหมที่จะจับสายฟ้าเหล่านี้และส่งไปยังเครือข่ายพลังงาน? เพื่อจ่ายไฟให้กับตู้เย็น หลอดไฟ เครื่องปิ้งขนมปัง และเครื่องซักผ้าอื่นๆ พูดคุยเกี่ยวกับสถานีดังกล่าวเกิดขึ้นมาหลายปีแล้ว แต่เป็นไปได้ว่าในปีหน้าเราจะได้เห็นตัวอย่างการทำงานของ "นักสะสมฟ้าผ่า" ในท้ายที่สุด

การขุดค้นวรรณกรรมแฟนตาซี คุณอาจสะดุดกับสิ่งที่คล้ายกัน ใช่ และเราเชื่อว่าการยื่นขอจดสิทธิบัตรในเรื่องนี้มีขึ้นมากมาย เฉพาะตอนนี้เท่านั้นที่จะไม่สามารถมองเห็นรูปลักษณ์ที่แท้จริงได้

มีปัญหามากมายที่นี่ อนิจจาฟ้าผ่าเป็นผู้จัดหาไฟฟ้าที่ไม่น่าเชื่อถือเกินไป แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคาดการณ์ล่วงหน้าว่าจะมีพายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นที่ใด และการรอเธออยู่ที่เดียวก็นานแสนนาน นอกจากนี้ ฟ้าผ่ายังเป็นแรงดันไฟฟ้าที่มีลำดับหลายร้อยล้านโวลต์ และกระแสไฟสูงสุดที่ 200 กิโลแอมแปร์ (ในฟ้าผ่าบางสายที่วัดได้ โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ที่ 5-20 กิโลแอมแปร์)

เพื่อที่จะ "กิน" สายฟ้า เห็นได้ชัดว่าพลังงานของพวกมันจะต้องสะสมอยู่ที่ไหนสักแห่งในช่วงหนึ่งในพันของวินาทีที่เฟสหลักของการคายประจุนั้นคงอยู่ (สายฟ้าฟาด ซึ่งดูเหมือนทันทีทันใด จริงๆ แล้วประกอบด้วยหลายเฟส) จากนั้นค่อย ๆ มอบให้กับเครือข่ายพร้อม ๆ กันแปลงที่มาตรฐาน 220 โวลต์และ 50 หรือ 60 เฮิรตซ์ AC

โปรดทราบว่ากระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อนเกิดขึ้นระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า ประการแรก การปล่อยของผู้นำพุ่งจากก้อนเมฆลงสู่พื้นดิน (เราไม่ถือว่าฟ้าผ่าในก้อนเมฆ) ซึ่งเกิดขึ้นจากหิมะถล่มของอิเล็กตรอน ซึ่งรวมเป็นกระแสเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าลำธาร ผู้นำสร้างช่องไอออไนซ์ร้อนซึ่งปล่อยสายฟ้าหลักซึ่งถูกดึงออกจากพื้นผิวโลกด้วยสนามไฟฟ้าแรงสูงวิ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม

แต่ต้องเสริมด้วยว่าฟ้าแลบที่วิ่งระหว่างเมฆกับโลกแบ่งออกเป็น "กระจก" สองประเภท: บางส่วนเกิดจากการปล่อยประจุลบที่สะสมในส่วนล่างของเมฆฝนฟ้าคะนองและอื่น ๆ เกิดจากการปล่อยประจุบวกที่ สะสมในส่วนบน จริงอยู่ประเภทที่สองเกิดขึ้นจาก 4 (ในละติจูดกลาง) ถึง 17 (ในเขตร้อน) น้อยกว่าการปล่อยของประเภทแรก (ฟ้าผ่าเชิงลบ) แต่ความแตกต่างนี้ยังคงต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบนักสะสมไฟฟ้าจากสวรรค์

น่าเสียดายที่ผู้สนับสนุนฟาร์มฟ้าผ่าลืมพูดถึงว่าหอคอยเหล็กหลายร้อยแห่งซึ่งอาจจำเป็นต้องรวบรวมสัดส่วนที่สำคัญของสายฟ้าฟาดในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองในพื้นที่ที่เหมาะสมจะไม่ตกแต่งอาณาเขตนี้ในทางใดทางหนึ่ง (ในภาพ - แค่เสาเหล็กบางท่อน ภาพถ่ายโดย Arek Daniel)

อย่างที่คุณเห็นมีปัญหามากมาย คุ้มไหมที่จะไปยุ่งกับฟ้าผ่าเลย? หากคุณวางสถานีดังกล่าวไว้ในบริเวณที่มีฟ้าผ่าบ่อยกว่าปกติ ก็น่าจะมีเหตุผลอยู่บ้าง ตามรายงานบางฉบับ เมื่อมีพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงครั้งหนึ่ง เมื่อฟ้าผ่าต่อเนื่องกันอย่างต่อเนื่อง พลังงานจำนวนดังกล่าวจะถูกปลดปล่อยออกมาซึ่งเพียงพอสำหรับการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับทั้งสหรัฐอเมริกาเป็นเวลา 20 นาที

แน่นอน ไม่ว่าเราจะสร้างสถานีดักจับฟ้าผ่าแบบไหน ประสิทธิภาพในการแปลงกระแสจะอยู่ห่างจาก 100% และแน่นอนว่าจะไม่สามารถจับสายฟ้าทั้งหมดที่กระทบในบริเวณใกล้เคียงกับฟ้าผ่าได้ ฟาร์ม.

แต่ถ้าเกิดพายุฝนฟ้าคะนองทั่วสถานีอย่างน้อยสัปดาห์ละครั้ง... เดี๋ยวก่อน มีพายุฝนฟ้าคะนอง 2,000 ครั้งบนโลกของเราในช่วงเวลาหนึ่ง! ล่อใจ?

ใช่. เฉพาะพายุฝนฟ้าคะนองเหล่านี้เท่านั้นที่กระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ที่โอกาสในการจับสายฟ้า "โดยหาง" กลายเป็นหมอกทันที

พายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอบนโลก ตัวอย่างเช่น นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันที่กำลังคิดที่จะเก็บสายฟ้าได้มองไปยังฟลอริดามานานแล้ว มีพื้นที่ที่มีชื่อเสียงว่าเป็นสถานที่ซึ่งถูกเลือกโดยลูกศรจากสวรรค์

แอฟริกายังโชคดีกว่า เมื่อวันก่อน ผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานร่วมกับดาวเทียม American Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) ได้เผยแพร่รายงานเกี่ยวกับความสำเร็จล่าสุดชิ้นหนึ่งของดาวเทียมดวงนี้

หลังจากการสังเกตในระยะยาว TRMM (โดยมือของผู้เชี่ยวชาญ) ได้ "รวบรวม" แผนที่โลกของความถี่ของฟ้าผ่า ระบายสีส่วนใดส่วนหนึ่งของโลกตามจำนวนการปล่อยที่ทำให้ไม่เห็นซึ่งเกิดขึ้นในแต่ละส่วน ตารางกิโลเมตรของพื้นที่ที่กำหนดต่อปี

ดังที่เห็นจากรูป มีพื้นที่ค่อนข้างใหญ่ในภาคกลางของทวีปแอฟริกา ซึ่งมีฟ้าผ่ามากกว่า 70 ครั้งต่อตารางกิโลเมตรต่อปี!

ความถี่ของฟ้าผ่าในโลก มาตราส่วนทางด้านขวาแสดงเป็นชิ้น ๆ ต่อตารางกิโลเมตรต่อปี โดยเฉลี่ยกว่า 11 ปีของการสังเกตการณ์จากดาวเทียม TRMM (ภาพประกอบโดย NASA/MSFC)

จริงอยู่ เมื่อดูแผนที่นี้ ควรคำนึงว่าในเขตร้อนและใกล้กับเส้นศูนย์สูตร ฟ้าผ่าส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างเมฆหรือส่วนต่างๆ ของเมฆก้อนเดียว แต่ในละติจูดกลาง ตรงกันข้าม สัดส่วนที่มีนัยสำคัญของจำนวนฟ้าผ่าทั้งหมดคือการปล่อย "สายดิน" ปรากฎว่าไม่ใช่ทุกอย่างที่สูญเสียไปสำหรับรัสเซียและแอฟริกากลาง (เนื่องจากจำนวนฟ้าผ่าทั้งหมด) สามารถพึ่งพาความสำเร็จในการเก็บเกี่ยวพืชผลที่แปลกใหม่ดังกล่าว

แต่จนถึงตอนนี้ นักประดิษฐ์จากสหรัฐอเมริกากำลังคิดโครงการดังกล่าวมากขึ้นเรื่อยๆ

ตัวอย่างเช่น บริษัท Alternative Energy Holdings ของอเมริกาซึ่งแบ่งปันแผนการพัฒนารายงานว่าจะทำให้โลกมีความสุขกับโรงไฟฟ้าที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าในราคา 0.005 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง

ไม่ได้ระบุชัดเจนว่าบริษัทตั้งใจจะรวบรวมพลังงานจากการปล่อยประจุอย่างไร เราสามารถสรุปได้ว่าเรากำลังพูดถึงสายล่อฟ้าที่ติดตั้งชุดซุปเปอร์คาปาซิเตอร์และตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าขนาดยักษ์

อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลาที่ต่างกัน นักประดิษฐ์หลายคนเสนออุปกรณ์จัดเก็บที่ผิดปกติมากที่สุด ตั้งแต่ถังใต้ดินที่มีโลหะที่จะละลายจากฟ้าผ่าที่ตกลงมาในสายล่อฟ้าและน้ำร้อน ซึ่งไอน้ำจะหมุนกังหัน ไปจนถึงอิเล็กโทรไลเซอร์ที่ย่อยสลายน้ำให้เป็นออกซิเจน และไฮโดรเจนโดยการปล่อยฟ้าผ่า แต่เราเชื่อว่าอย่างน้อยความสำเร็จที่เป็นไปได้บางอย่างก็ขึ้นอยู่กับระบบที่ง่ายกว่า

อย่างไรก็ตามเรามาดูกัน Alternative Energy Holdings ซึ่งเป็นสิ่งที่ดี ไม่ได้จำกัดแค่การอภิปรายทั่วไปเกี่ยวกับอนาคตที่สดใส (อันไกลโพ้น) ของพลังงานฟ้าผ่า แต่ประกาศว่าจะสร้างต้นแบบการทำงานชุดแรกของสถานีดังกล่าวที่สามารถสะสมพลังงานของการปล่อยฟ้าผ่าได้แล้วในปี 2550 .

บริษัท ตั้งใจที่จะทดสอบการติดตั้งในช่วงฤดูฝนฟ้าคะนอง (นั่นคือฤดูร้อน) ในปีหน้าในสถานที่แห่งหนึ่งที่มีฟ้าผ่าบ่อยกว่าปกติ ในเวลาเดียวกัน ผู้พัฒนาไดรฟ์มองในแง่ดีว่าโรงไฟฟ้าพลังสายฟ้าจะจ่ายให้หมดภายใน 4-7 ปี

พลังงานพายุฝนฟ้าคะนอง- เป็นพลังงานทางเลือกชนิดหนึ่ง ซึ่งควร "จับ" พลังงานแห่งสายฟ้าและส่งไปยังโครงข่ายไฟฟ้า แหล่งที่มาดังกล่าวเป็นทรัพยากรที่ไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งได้รับการฟื้นฟูอย่างต่อเนื่อง สายฟ้าเป็นกระบวนการทางไฟฟ้าที่ซับซ้อนซึ่งแบ่งออกเป็นหลายประเภท: เชิงลบและบวก ฟ้าผ่าประเภทแรกจะสะสมอยู่ที่ส่วนล่างของก้อนเมฆ ในทางกลับกัน ฟ้าผ่าประเภทแรกจะสะสมอยู่ที่ส่วนบน ในการ "จับ" และรักษาพลังงานของสายฟ้า คุณต้องใช้ตัวเก็บประจุที่มีราคาแพงและทรงพลัง รวมทั้งระบบออสซิลเลเตอร์ที่หลากหลายที่มีวงจรประเภทที่สองและสาม นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อประสานงานและกระจายโหลดอย่างสม่ำเสมอด้วยความต้านทานภายนอกของเครื่องกำเนิดการทำงาน

ในขณะนี้ พายุฝนฟ้าคะนองเป็นโครงการที่ยังไม่เสร็จและยังไม่สมบูรณ์ แม้ว่าจะมีแนวโน้มค่อนข้างดี สิ่งที่น่าสนใจคือความสามารถในการสร้างทรัพยากรใหม่อย่างต่อเนื่อง การใช้พลังงานจากการคายประจุเพียงครั้งเดียวเป็นสิ่งสำคัญมาก ซึ่งมีส่วนช่วยในการผลิตพลังงานในปริมาณที่เพียงพอ (พลังงานสุทธิประมาณ 5 ล้านจูล ซึ่งเท่ากับน้ำมันเบนซิน 145 ลิตร)

ขั้นตอนการสร้างสายฟ้า

กระบวนการสร้างการปล่อยฟ้าผ่านั้นซับซ้อนและเป็นเทคนิคมาก ประการแรก การปล่อยของผู้นำจะถูกส่งจากเมฆสู่พื้นดิน ซึ่งเกิดจากหิมะถล่มทางอิเล็กทรอนิกส์ หิมะถล่มเหล่านี้รวมกันเป็นการปล่อยซึ่งเรียกว่า "ลำแสง" การคายประจุของผู้นำจะสร้างช่องไอออนไนซ์ร้อน ซึ่งการปล่อยสายฟ้าหลักเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งแตกออกจากพื้นผิวโลกของเราด้วยแรงกระตุ้นของสนามไฟฟ้าแรงสูง การจัดการอย่างเป็นระบบดังกล่าวสามารถทำซ้ำได้หลายครั้งติดต่อกันแม้ว่าเราอาจดูเหมือนผ่านไปเพียงไม่กี่วินาที ดังนั้นกระบวนการ "จับ" ฟ้าผ่า การแปลงพลังงานเป็นกระแสและการจัดเก็บที่ตามมาจึงซับซ้อนมาก

ปัญหา

มีแง่มุมและข้อเสียของพลังงานฟ้าผ่าดังต่อไปนี้:

• ความไม่น่าเชื่อถือของแหล่งพลังงานเนื่องจากไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าจะมีฟ้าผ่าเกิดขึ้นที่ไหนและเมื่อใด จึงอาจมีปัญหากับการสร้างและรับพลังงาน ความแปรปรวนของปรากฏการณ์ดังกล่าวส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสำคัญของแนวคิดทั้งหมด
• ระยะเวลาการคายประจุต่ำฟ้าผ่าจะเกิดขึ้นและกินเวลาไม่กี่วินาที ดังนั้นการตอบสนองอย่างรวดเร็วและ "จับ" จึงเป็นสิ่งสำคัญมาก
• ความจำเป็นในการใช้คาปาซิเตอร์และระบบออสซิลเลเตอร์หากไม่ใช้อุปกรณ์และระบบเหล่านี้ จะไม่สามารถรับและเปลี่ยนพลังงานของพายุฝนฟ้าคะนองได้อย่างเต็มที่
• ปัญหาข้างเคียงกับการ "จับ" ข้อหาเนื่องจากไอออนที่มีประจุมีความหนาแน่นต่ำ จึงมีการสร้างความต้านทานอากาศสูง คุณสามารถ "จับ" ฟ้าผ่าได้โดยใช้อิเล็กโทรดที่แตกตัวเป็นไอออน ซึ่งต้องยกขึ้นเหนือพื้นดินให้ได้มากที่สุด (สามารถ "จับ" พลังงานได้เฉพาะในรูปของกระแสไมโคร) หากคุณยกอิเล็กโทรดใกล้กับก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้ามากเกินไป สิ่งนี้จะกระตุ้นให้เกิดฟ้าผ่า ประจุในระยะสั้นแต่ทรงพลังดังกล่าวสามารถนำไปสู่การสลายเชิงตัวเลขของโรงไฟฟ้าฟ้าผ่า
• ราคาแพงทั้งระบบและอุปกรณ์พลังงานของพายุฝนฟ้าคะนองเนื่องจากโครงสร้างเฉพาะและความแปรปรวนคงที่หมายถึงการใช้อุปกรณ์ที่หลากหลายซึ่งมีราคาแพงมาก
• การแปลงและการกระจายกระแสเนื่องจากความแปรปรวนของกำลังของประจุ ปัญหาในการกระจายประจุอาจเกิดขึ้น พลังฟ้าผ่าเฉลี่ยอยู่ที่ 5 ถึง 20 kA อย่างไรก็ตาม มีวาบที่มีกระแสสูงถึง 200 kA ค่าใช้จ่ายใด ๆ จะต้องแจกจ่ายให้กับระดับพลังงานที่ต่ำกว่า 220 V หรือ 50-60 Hz AC

ทดลองติดตั้งสถานีไฟฟ้าพลังฟ้าผ่า

เมื่อวันที่ 11 ตุลาคม พ.ศ. 2549 ได้มีการประกาศการออกแบบที่ประสบความสำเร็จของแบบจำลองโรงไฟฟ้าพลังฟ้าผ่าต้นแบบ ซึ่งสามารถ "จับ" ฟ้าผ่าและแปลงให้เป็นพลังงานสะอาดได้ Alternative Energy Holdings สามารถอวดความสำเร็จดังกล่าวได้ ผู้ผลิตที่เป็นนวัตกรรมรายนี้ตั้งข้อสังเกตว่าโรงงานดังกล่าวสามารถแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมได้หลายอย่าง รวมทั้งช่วยลดต้นทุนการผลิตพลังงานได้อย่างมาก บริษัทอ้างว่าระบบดังกล่าวจะชดใช้ภายใน 4-7 ปี และ "ฟาร์มสายฟ้า" จะสามารถผลิตและขายไฟฟ้าได้ ซึ่งแตกต่างจากต้นทุนของแหล่งพลังงานแบบเดิม (0.005 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์/ปี)

พนักงานของมหาวิทยาลัยแสงธรรมในปี 2556 ในห้องปฏิบัติการได้จำลองประจุฟ้าผ่าเทียม ซึ่งมีคุณสมบัติเหมือนกันกับฟ้าผ่าที่มีแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ การใช้อุปกรณ์ง่ายๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถ "จับ" ประจุและใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ของโทรศัพท์มือถือได้

การศึกษากิจกรรมฟ้าผ่า แผนที่ความถี่ฟ้าผ่า

ผู้เชี่ยวชาญของ NASA ที่ทำงานร่วมกับดาวเทียมภารกิจวัดพายุโซนร้อนได้ทำการศึกษากิจกรรมพายุฝนฟ้าคะนองในปี 2549 ในส่วนต่างๆ ของโลกของเรา ต่อมาได้มีการประกาศข้อมูลเกี่ยวกับความถี่ของการเกิดฟ้าผ่าและการสร้างแผนที่ที่เกี่ยวข้อง การศึกษาดังกล่าวได้รายงานว่ามีบางภูมิภาคที่เกิดฟ้าผ่ามากถึง 70 ครั้งในระหว่างปี (ต่อตารางกิโลเมตรของพื้นที่)

พายุฝนฟ้าคะนองเป็นกระบวนการบรรยากาศไฟฟ้าสถิตที่ซับซ้อนซึ่งมาพร้อมกับฟ้าผ่าและฟ้าร้อง พลังงานจากพายุฝนฟ้าคะนองเป็นพลังงานทางเลือกที่มีแนวโน้มว่าจะสามารถช่วยมนุษยชาติให้พ้นจากวิกฤตด้านพลังงานและจัดหาทรัพยากรหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง แม้จะมีข้อดีทั้งหมดของพลังงานประเภทนี้ แต่ก็มีหลายแง่มุมและปัจจัยที่ไม่อนุญาตให้ผลิต ใช้ และเก็บพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดนี้อย่างจริงจัง

ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังศึกษากระบวนการที่ซับซ้อนนี้ และพัฒนาแผนงานและโครงการต่างๆ เพื่อขจัดปัญหาที่เกี่ยวข้อง บางทีเมื่อเวลาผ่านไป มนุษยชาติจะสามารถควบคุมพลังงานที่ "ดื้อรั้น" ของสายฟ้าและประมวลผลได้ในอนาคตอันใกล้