|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 11/2003
Burze będziemy podziwiać na Jawie? Pierońska energia
|
|
Niebo zaczyna się chmurzyć, wzmaga się wiatr, ciśnienie spada, a ludzie stają nerwowi. Krótko mówiąc, zanosi się na burzę. Zamykamy okna i sadowimy się w wygodnych fotelach z herbatą z cytryną. W samochodzie nic nam raczej nie grozi. Gorzej, gdy jesteśmy na wycieczce w górach, w których burza zwykła zjawiać się niespodziewanie.
|
Burza z wyładowaniami elektrycznymi jest dość częstym zjawiskiem – pięknym, a zarazem groźnym. Wyładowania towarzyszą również burzom piaskowym, śnieżnym i gradowym. Są obszary na świecie, gdzie występowanie burz jest bardzo częste. Podobno na wyspie Jawa roczna ilość dni burzowych wynosi ok. 200-250, w Polsce mamy ich ok. 40.
W trakcie trwania burzy można zarejestrować ok. 60-70 piorunów na godzinę. Każdy z nich to widowiskowa iskra, mająca ok. 1 km długości, przeskakująca pomiędzy punktami o różnym potencjale. Wartość tego napięcia sięga setek milionów woltów. Prąd płynący przez zjonizowane powietrze sięga dziesiątek kiloamperów. Mówimy tu o wartościach średnich. Znane są przypadki wyładowań, których prądy szacowano na 500 kA. Podobno udało się schwytać w kadr błyskawice liczące nawet 50 km długości.
Jakże naturalną rzeczą byłoby sięgnąć po tę darmową energię. Niestety, nie jest to energetyczne Eldorado. Wyładowanie trwa niezwykle krótko – od milisekund do kilku sekund. Energia pojedynczego średniego wyładowania wynikająca z iloczynu prądu, napięcia i czasu (10.000A*100.000.000 V * 0.4 s) wynosi ok. 110 kWh. Zasilana tą energią żarówka o mocy 100 W świeciłaby przez ok. 50 dni i nocy.
Oszacujmy zatem nasz krajowy potencjał energii „błyskawicznej”. Średnio burza trwa ok. 2 godz. Rocznie otrzymamy 40 x 65 x 2 x 110 kWh tj. 600 000 kWh lub inaczej 600 MWh. Aby uzmysłowić sobie, jak jest to dużo, wystarczy powiedzieć, że przeciętny pojedynczy elektrowóz kolejowy o mocy ok. 3 MW mógłby przez 200 godz. przewozić ciężkie składy towarowe.
Pomysł na złapanie energii nie jest nowy. Już Beniamin Franklin przekonał się o tym eksperymentując z latawcem podczas burzy w 1752 r., kiedy omal nie zginął od uderzenia pioruna. A gdyby zamiast latawca wypuścić balon na stalowej uwięzi? Byłoby to nic innego, jak trochę zmodyfikowane powtórzenie szalonego eksperymentu genialnego Franklina. Istniałyby jednak pewne różnice w przeprowadzeniu tego eksperymentu i inny byłby jego cel.
Nikt nie trzymałby liny z balonem własnoręcznie, lecz byłaby ona odpowiednio odizolowana od ziemi i połączona z elektrodą zanurzoną w naczyniu do przeprowadzania elektrolizy wypełnioną wodą. Druga elektroda byłaby uziemiona.
Ale po co balon? – zapyta ktoś. Przecież wyładowania elektryczne możemy wyłapywać tuż przy powierzchni. Otóż balon znajdujący się odpowiednio wysoko rozładowywałby ładunki o proporcjonalnie do wysokości mniejszym napięciu, a tym samym mniejszej energii, a także odprowadzałby ładunki z dużo większą częstotliwością. Balon, a właściwie jego przewodząca linka, tworzyłaby „grzebień” do odprowadzania ładunku, podobny do znajdującego się w tarczowej maszynie elektrostatycznej. Byłoby to więc swego rodzaju „czesanie chmurek”.
Prąd przepływający w kierunku chmur przepływałby przez wodę, przeprowadzając jej elektrolizę. (Wodór i tlen w dobie ogniw paliwowych na pewno by się nie zmarnowały). Konieczna byłaby również spora bateria kondensatorów, których cyklicznie doładowywanie następowałoby za sprawą „błyskawicznej” energii, zespół zabezpieczeń iskiernikowych do odprowadzania wyjątkowo wielkich potencjałów, a także pompy tlenu i wodoru. Przydałby się też system gromadzenia tych mediów oraz bateria ogniw paliwowych. W taki właśnie sposób zbudowalibyśmy małą elektrownię „błyskawiczną”.
Oto nasz układ małej przydomowej elektrowni:
Pomysł wymaga jednak znalezienia odpowiedzi na szereg pytań:
- co stanie się, gdy ładunki popłyną w innym kierunku niż zazwyczaj;
- jak bezpiecznie odizolować „elektrownię”;
- jak utrzymać właściwe parametry elektrolizy wody;
- jak zbudować balon, jakiej użyć uwięzi;
- co się stanie, gdy wiatr będzie zbyt silny;
- jak uniknąć kolizji awionetek i innych użytkowników przestworzy z naszą uwięzią;
- kto za to chciałby zapłacić?
Możemy oczywiście zrezygnować z ewentualnych zysków energetycznych.
Niewykluczone, że już niebawem ujrzymy nad miastami balony, które będą skuteczniej chronić nas od grzmotów i błyskawic niż zwykłe piorunochrony.
Natomiast dla samej przyjemności podziwiania błyskawic będziemy podróżować na Jawę…
|
|
|
|
