全球一年的闪电次数约为14亿次,其中只有约25%是地面闪电,其他大多数是云内或云间的闪电,无法利用。科学探索 从纯电荷角度考虑的话,每次闪电的能量平均只有50亿焦耳,假设在传输和存储过程中的损失为零,这也仅相当于不到1400千瓦时的能量。 全球一年的闪电次数约为14亿次,其中只有约25%是地面闪电,其他大多数是云内或云间的闪电,无法利用。另外,假设可以百分之百利用所有闪电,而且在捕捉、传输和存储过程中没有任何损失,那么一年收集的电能为4900亿千瓦时。 2009年,全球使用了约20万亿千瓦时的电,是所有可利用的地面闪电所含电能的40多倍。这就是说,所有我们可以捕捉的闪电仅可供全球使用9天。 但是,还有更多原因。如果你想看看捕捉这些闪电会花费多少钱:为了捕捉每次地面闪电,我们必须在全球范围内建很多高塔(想象一下巴黎埃菲尔铁塔)。算下来地球表面2亿平方英里的面积中每平方英里就要建一个这样的塔。 捕捉闪电电能的设备必须能应对极大的瞬间电流。为此,需要使用很粗的导电棒以及超重型电路和超级电容器。 尽管我们尚未开发出这种电能存储技术,但假设我们能够做到,另外再假设能量系统是百分之百高效的(大多数电能系统在最佳状态下也只有不到70%至80%的效率),然后我们可以设想一下每个塔和电容器的费用约为35万英镑。这样一来,光地面设备(不考虑海洋版本设备的额外成本)的费用就高达67万亿英镑。更不 用说安装成本、常规维护以及连接所有高塔的高压输电线路网的费用了。 相比之下,一小时的阳光就可以产生供我们使用一年的电能!我们可以从太阳获得很多能量,我们只需利用房顶来积聚我们所需的能量。 现在,我不禁想问一个问题:“为什么我们不把所有的房顶都用太阳能板覆盖呢?”
这个问题很萌,很可爱。不过作为电气技术人员,可能那只能是梦(现在做梦变得美好,彼时做太多梦会影响睡眠。)了。
你也许说我太保守,但是我认为雷电的应用很难,有以下理由:
1、位置不定。雷电的电量在云里,范围相当广,从几百米到数十公里,甚至上百公里。面密度和体密度也不均匀,靠摩擦不断积累的电量,数量位置都在变化,几乎没有任何规律。难以收集。
2、闪电瞬间能量密度奇大,电压高达几十万V以上,电流足以将钢铁和建筑击毁。瞬间能量也难以收集,目前唯一的收集器是地球本身,但是所有电力都是已大地做参考点位。所以闪电入地就没有任何利用价值。
3、闪电引起的电磁波能量有限,闪电的时间过于短。没有实际价值。