| 牛人 |
|
|
| 等級：論壇騎士(三級) |
| 積分：6960分 |
| 注冊：2006-8-14 |
| 發(fā)表：2170（1202主題貼） |
| 登錄：3724 |
|
|
| 天上打雷閃電，是多少度電？閃電可以發(fā)電利用嗎？ |
突然想到一個問題：天上現(xiàn)成的雷電，看起來能量很大的樣子，直接“抓”下來用，發(fā)電廠都不用建了，（發(fā)電廠的小伙伴表示：恨你！）豈不美滋滋！上網(wǎng)一搜，好像還真有人這樣干！
是不是特別震撼？一道閃電劈下來，廣告牌瞬間被點亮……莫非，這里的人已經(jīng)get到“捕捉閃電為我所用”的技能了？
其實，這個“閃電點亮廣告牌”是某汽車公司在泰國做的一個創(chuàng)意廣告。據(jù)專家分析，這個創(chuàng)意其實也不難，廣告牌上裝有避雷針，只要在避雷針接地線上裝一個傳感器，傳感器探測到接地線上有電流，就觸發(fā)開關(guān)點亮廣告牌。雖然很炫酷，但是點亮廣告牌的還是普通的市電，閃電扮演的角色，其實就是個按開關(guān)的……
原來不是用閃電發(fā)電啊！
那么，閃電可以發(fā)電嗎？如果能發(fā)電的話一道閃電發(fā)多少度呢？
頭條君查閱資料發(fā)現(xiàn)，這確實只是一個“美好”的想法。目前看來，大規(guī)模收集閃電供電是不靠譜的。
1、捕捉閃電的難度很高，成本巨大
捕捉閃電供電可不僅僅像裝個避雷針那么簡單。閃電的瞬間功率極大，電壓上百萬千伏、電流上萬安培，捕捉閃電的設(shè)備必須要能承受極大的瞬間電流，需要很高的鐵塔、很粗的導(dǎo)電棒、超重型電路和超級電容器。有人估算，假設(shè)設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率為百分之百，每個塔加上塔上電容器的費用約為35萬英鎊，在全球布置這些設(shè)備的費用高達(dá)67萬億英鎊，接近600萬億人民幣，全球一年的GDP也還沒到500萬億人民幣呢。這還不包括安裝成本、日常維護(hù)以及連接所有高塔的高壓輸電網(wǎng)的費用。
▲捕捉閃電的祖師爺富蘭克林，據(jù)說避雷針就是他以自己為原型發(fā)明的……
2、就算費盡心思把電取了下來，得到的能量其實也不多
看起來超級兇猛的閃電，其實相對來說能量是不夠用的，平均每次閃電的能量約為50億焦耳，不考慮傳輸和存儲過程中損失的話，這也就相當(dāng)于1400度電。
夠我家用個大半年的呢！
聽起來好像也還行，不過我們得看看總量。有人統(tǒng)計，全球一年的閃電次數(shù)大概是14億次，其中只有約25%是地面閃電，其他大多數(shù)是云內(nèi)或云間的閃電，無法利用，說白了就是太高抓不到。理想狀態(tài)下，一年收集的電能為4900億度。
是個什么概念呢？2016年全球的發(fā)電量接近25萬億度，用電量至少是20萬億度以上，這就是每年所有可利用的地面閃電所含電能的40多倍。也就是說，就算我們捕捉了所有可用閃電，也只夠全世界用個9天（追個劇都不夠……）
3、抓不到，存不下……
還有哪些東西看起來很厲害卻不能用來發(fā)電呢？
先來個猛點的——
臺風(fēng)那么猛，風(fēng)力那么大，用來發(fā)電一定很棒棒哦！
臺風(fēng)能量的確很大，但風(fēng)力實在是有點……大過頭了，得考慮風(fēng)機扛不扛得住啊。其次，臺風(fēng)也極其不穩(wěn)定，就拿我國東南沿海來說，一般一年來個5～10次，登陸地點還不定。就算超級扛揍的風(fēng)機真的做出來了，建在哪呢？一年又能用個幾次呢？
順著這個腦洞想，是不是還有：龍卷風(fēng)發(fā)電、沙塵暴發(fā)電、冰雹發(fā)電、火山發(fā)電、地震發(fā)電、滑坡和泥石流發(fā)電、海嘯發(fā)電啊，簡直不要太可怕。
再來個溫和點的——
冬天都快被靜電煩死啦，簡直每個人身上都有哎，要是收集起來，是不是可以給我手機充個電？一下解決兩個問題呢。
先說說靜電是怎么產(chǎn)生的吧。當(dāng)靜止?fàn)顟B(tài)的電荷聚集在某個物體上時就形成了靜電，當(dāng)帶靜電的物體接觸與它有電位差的物體時，電荷就會發(fā)生轉(zhuǎn)移，然后就可以見到火花放電現(xiàn)象了。
靜電的電壓雖然很高，如橡膠或塑料薄膜廠里摩擦起的靜電就可高達(dá)100千伏，但電流卻極小，而且要獲得持續(xù)的電，就要一直摩擦，這本身就是要做功的，還是得利用機械能啊。想想那畫風(fēng)，發(fā)電廠里哼起了歌：摩擦摩擦……
總結(jié)一下：
這些看起來很厲害卻不能用來發(fā)電的東西，主要就是特別不穩(wěn)定，爆發(fā)力很足，但“持續(xù)作戰(zhàn)”能力不強，還需要儲能設(shè)備的大力支持。
目前主流的發(fā)電方式相對來說都是比較穩(wěn)定的。火電、水電、核電就不說了大家都懂，風(fēng)能和太陽能屬于比較調(diào)皮的，但比起閃電和臺風(fēng)來，也穩(wěn)定得多啊，即使這樣，它們就已經(jīng)夠讓電力行業(yè)的朋友們傷腦筋了。
所以，目前看來，怎樣低成本地把這些極不穩(wěn)定的能量存起來，再變成穩(wěn)定持續(xù)的電力輸出，似乎是首先要解決的問題。不過，以后的事誰知道呢？畢竟幾百年前，大家對電的認(rèn)知也就是閃電啊。
勇敢的少年啊，快去創(chuàng)造奇跡吧！
中美專家借“太平洋創(chuàng)新走廊”促綠色能源發(fā)展
清華大學(xué)何向明教授：鋰電5分鐘快充是偽命題
清華石墨烯高電壓超級電容技術(shù)被鑒定為國際領(lǐng)先水平
中國科協(xié)發(fā)布12個領(lǐng)域60大科技難題 |
|
有新帖
沒新帖
總置頂
置頂
精華貼
熱貼
普通貼