Cómo cargar una batería gigante desde los rayos

La mayoría de las personas se preocupan por tratar de capturar el rayo, pero olvidan que el rayo es el resultado final de una increíble acumulación de potencial entre las nubes y el suelo. Es una manifestación física cuando las propiedades aislantes del aire literalmente se rompen ante la acumulación extrema de carga. Intentar capturarlo es como tratar de aprovechar la energía como resultado de una presa en explosión.

Naturalmente, la gran potencia involucrada en un rayo plantea algunos desafíos importantes para los ingenieros de potencia, incluso si pudiéramos almacenar toda la energía de un rayo (que en comparación con los sistemas de generación de energía no es mucho para ser útil sin repetidos impactos) simplemente no tenemos sistemas que puedan capturar tanta energía en tan poco tiempo.

Sin embargo, en lugar de esperar a que la presa explote antes de intentar capturar energía, tiene más sentido desviar la carga acumulada en las nubes lentamente y de manera controlada. Al igual que el experimento de la cometa de Benjamin Franklin (posiblemente apócrifo), podríamos enviar una serie de globos, cometas controladas o planeadores con correas conductoras, anclados a reguladores eléctricos y convertidores de potencia para desviar lentamente la carga almacenada. Hacerlo de esta manera permite que la corriente se controle y se mantenga dentro de los límites del equipo eléctrico, y como beneficio adicional, desviar la carga de una nube reduce la posibilidad de rayos destructivos.

Ya hay investigaciones sobre aviones atados para la generación de viento, por lo que la idea de mantener una nave atada en el aire durante períodos prolongados no es nueva. A continuación se muestra un ejemplo de un proyecto de Google que involucra un diseño de planeador de ala fija para la generación de viento.

Por lo tanto, no es demasiado imaginario para un sistema como este desviar la carga de una nube.

¿Es económicamente factible? ¿Son positivos los retornos? ¿Vale la pena? No estoy seguro, aunque parece poco probable en comparación con los buenos sistemas eólicos, solares e hidroeléctricos (y el hecho sigue siendo: la energía solar sigue siendo fundamentalmente la que impulsa la formación y el movimiento de las nubes de tormenta; la misma energía solar que nos da el viento y lluvia que alimenta nuestras turbinas eólicas, generadores hidroeléctricos y, por supuesto, energía solar directa y termosolar). Sin embargo, esta forma es ciertamente más fácil de lograr que tratar de atrapar un rayo.

Según diversas referencias, los rayos pueden alcanzar los 5 mil millones de julios en 10 microsegundos o 500 billones de vatios. Un rayo promedio es de solo alrededor de 10 mil millones de vatios.

Entonces, 10 mil millones de vatios por 10 microsegundos es alrededor de 10kWh de energía; que es aproximadamente 1/10 de la cantidad de energía en un Tesla Model S (paquete de energía de 100kWh).

Una nueva generación de supercondensadores que utilizan grafeno puede manejar fácilmente más de 10,000W / kg. Eso significa que uno necesitaría alrededor de 1 millón de kg de este supercondensador de grafeno de nueva generación para almacenar un rayo. A 10kWh por perno, este paquete de energía puede almacenar alrededor de 15,000 rayos (150Wh / kg).

No suena muy económico.

Va a ser muy difícil, porque la energía de la carga del rayo vendrá de una vez, a un ritmo que es mucho más rápido de lo que cualquier batería puede manejar. Tendrás que encontrar otra forma de almacenar la energía del rayo temporalmente. Podría ser posible usar un condensador gigantesco con una clasificación de voltaje absurdamente alta. Cárguelo con el rayo y luego use la energía para cargar la batería. Esto requerirá algunos circuitos de conversión CC-CC muy interesantes y costosos para reducir el voltaje a algo que su batería pueda manejar.

Alternativamente, es posible que pueda hacer algo como dirigir el rayo hacia un bloque de metal grande u otra carga que será calentada por el perno, y luego usar un motor stirling que impulsa un generador o algo similar para convertir el calor en electricidad utilizable. poder.

Si realmente desea capturar la energía de los rayos, sí, puede hacerlo en su imaginación, pero prácticamente debería encontrar algunos de los inversores que están dispuestos a soportar grandes pérdidas …

Técnicamente, un rayo es un flujo de carga de alto potencial a bajo potencial que puede almacenar carga usando un condensador. Ahora lo que puede hacer es colocar un condensador entre los pararrayos y el suelo para que el condensador se cargue cuando el rayo golpee al pararrayos.

Un rayo promedio puede proporcionar energía hasta 3000 kwh de potencia. Con 100 millones de voltios de potencial. Necesitará un condensador de 60 mF y 100 millones de voltios para almacenar la carga.

Es así de simple. Gracias por preguntar.