Грозова енергетика – це різновид альтернативної енергетики, який має на меті «ловити» енергію блискавок та направляти її в електромережу. Таке джерело енергії є постійно відновлюваним і нескінченним ресурсом. Блискавка – це складний електричний процес, який розділяється на декілька різновидів: негативні та позитивні. Перший вид блискавок накопичується в нижній частині хмари, другий – навпаки, збирається у верхньому відділі. Для того, щоб «спіймати» й утримати енергію блискавки потрібно використовувати потужні й дорого вартісні конденсатори, а також різноманітні коливальні системи, що мають контури другого й третього роду. Це необхідно для того, щоб узгоджувати та рівномірно розподіляти навантаження з внутрішнім опором робочого генератора.
Поки що грозова енергетика є незакінченим і не зовсім сформованим проектом, хоча і достатньо перспективним. Привабливою є можливість постійно відновлювати ресурси. Дуже важливим є те, наскільки значна потужність від одного розряду, яка сприяє виробленню достатньої кількості енергії (близько 5 млрд Дж чистої енергії, що дорівнює 145 літрам бензину).
Процес утворення розряду блискавки
Процес утворення розряду блискавки є дуже складним та технічним. Першочергово, із хмари до землі відправляється розряд-лідер, який сформовано електронними лавинами. Ці лавини поєднуються в розряди, які мають назву «стримери». Розряд-лідер створює гарячий іонізований канал, через який у протилежному напрямку рухається головний розряд блискавки, що виривається з поверхні нашої планети поштовхом сильного електричного поля. Такі системні маніпуляції можуть повторюватися чисельну кількість разів поспіль, хоча нам може здаватися, що пройшло всього декілька секунд. Тому процес «ловлі» блискавки, перетворення її енергії на струм та подальшого збереження є таким складним.
Проблематика грозової енергетики
Грозова енергетика має низку проблематичних умов, які впливають на весь процес збирання енергії в цілому. Існують наступні аспекти й недоліки грозової енергетики:
- Ненадійність джерела енергії. Через те, що неможливо заздалегідь передбачити де і коли виникне блискавка, можливе виникнення проблеми з утворенням й отриманням енергії. Мінливість такого явища суттєво впливає на значимість всієї ідеї.
- Низька тривалість розряду. Розряд блискавки виникає й діє лічені секунди, тому дуже важливо оперативно зреагувати й «спіймати» його.
- Потреба використовувати конденсатори та коливальні системи. Без застосування даних приладів та систем неможливо повноцінно отримувати та перетворювати енергію грози.
- Побічні проблеми з «ловлею» зарядів. Через низьку щільність заряджених іонів утворюється великий супротив повітря. «Спіймати» блискавку можливо із використанням іонізованого електроду, який потрібно максимально підняти над поверхнею землі (проте, він зможе «ловити» енергію виключно у вигляді мікрострумів). Якщо підняти електрод занадто близько до наелектризованих хмар, то це може спровокувати утворення блискавки. Такий короткочасний, але потужний заряд може призвести до чисельних поламок на грозовій енергостанції.
- Дороговартісність всієї системи та обладнання. Грозова енергетика через свою специфічну структуру та постійну мінливість передбачає застосування різноманітного обладнання, яке коштує дуже дорого.
- Перетворення й розподілення струму. Через мінливість потужності зарядів можуть виникнути проблеми з їх розподілом. Середня потужність блискавок складає від 5 до 20 кА, проте, бувають спалахи силою струму і до 200 кА. Будь-який заряд потрібно розподілити на меншу потужність до показника в 220 В або в 50-60 Гц перемінного струму.
Експерименти з установкою грозових енергетичних станцій
11 жовтня 2006 року було оголошено про вдале конструювання прототипу моделі грозової енергостанції, яка здатна «ловити» блискавку та перетворювати її в чисту енергію. Такими досягненнями змогла похизуватися компанія Alternative Energy Holdings. Інноваційний виробник зазначив, що така установка зможе вирішити низку екологічних проблем, а також значно зменшити вартість виробництва енергії. Компанія запевняє, що подібна система окупиться вже через 4-7 років, а «грозові ферми» матимуть можливість виробляти та продавати електроенергію, яка відрізнятиметься по вартості від традиційних джерел енергії (0,005 $ за кВт/год).
Співробітники Саунгтгемптсього університету у 2013 році в лабораторних умовах змоделювали штучний заряд блискавки, який по своїм властивостям є ідентичним блискавці природнього походження. Використовуючи нескладне обладнання вчені змогли «спіймати» заряд і з його допомогою зарядити акумулятор мобільного телефону.
Дослідження грозової активності, карти частоти блискавок
Спеціалісти NASA, які працюють із супутником «Місія вимірювання тропічних штормів» у 2006 році провели дослідження грозової активності в різних куточках нашої планети. Пізніше було опубліковано дані про частоту утворення блискавок та створено відповідну карту. Таке дослідження повідомили про те, що існують певні регіони, в яких протягом року виникає до 70 ударів блискавок (на квадратний км площі).
Гроза – це складний електростатичний атмосферний процес, який супроводжується блискавками та громом. Грозова енергетика – це перспективна альтернативна енергетика, яка може допомогти людству позбавитися енергетичної кризи й оснащувати його постійно відновлюваними ресурсами. Не зважаючи на всі переваги такого виду енергії, існує багато аспектів та факторів, що не дозволяють активно продукувати, використовувати та зберігати електроенергію даного походження. Наразі вчені всього світу вивчають цей складний процес та розробляють плани й проекти щодо усунення низки проблем. Можливо, з часом людство зможе приборкати «норовливу» енергію блискавки і перероблювати її у найближчому майбутньому.
