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天上一道闪电,是多少度电?

发表时间:2018-06-14 10:28:39【 分享文章:

打雷啦!下雨啦!昨天傍晚头条君正在办公室码字,突然窗外狂风大作,紧接着又是一道闪电划过天空,一查天气预报——

6月12日20时~13日20时全国雷暴大风或冰雹预警图(来自:中国天气网)

华北、东北的部分地区这两天还将有雷暴大风天气。看来,北方的雷雨季来啦。这些地区的小伙伴们,外出一定要注意安全哦~

说到这里,喜欢“胡思乱想”的头条君突然想到一个问题:天上现成的雷电,看起来能量很大的样子,直接“抓”下来用,发电厂都不用建了,(发电厂的小伙伴表示:恨你!)岂不美滋滋!上网一搜,好像还真有人这样干!

是不是特别震撼?一道闪电劈下来,广告牌瞬间被点亮……莫非,这里的人已经get到“捕捉闪电为我所用”的技能了?

其实,这个“闪电点亮广告牌”是某汽车公司在泰国做的一个创意广告。据专家分析,这个创意其实也不难,广告牌上装有避雷针,只要在避雷针接地线上装一个传感器,传感器探测到接地线上有电流,就触发开关点亮广告牌。虽然很炫酷,但是点亮广告牌的还是普通的市电,闪电扮演的角色,其实就是个按开关的……

原来不是用闪电发电啊!

那么,闪电可以发电吗?如果能发电的话一道闪电发多少度呢?

头条君查阅资料发现,这确实只是一个“美好”的想法。目前看来,大规模收集闪电供电是不靠谱的。

1

捕捉闪电的难度很高,成本巨大

捕捉闪电供电可不仅仅像装个避雷针那么简单。闪电的瞬间功率极大,电压上百万千伏、电流上万安培,捕捉闪电的设备必须要能承受极大的瞬间电流,需要很高的铁塔、很粗的导电棒、超重型电路和超级电容器。有人估算,假设设备的转换效率为百分之百,每个塔加上塔上电容器的费用约为35万英镑,在全球布置这些设备的费用高达67万亿英镑,接近600万亿人民币,全球一年的GDP也还没到500万亿人民币呢。这还不包括安装成本、日常维护以及连接所有高塔的高压输电网的费用。

▲捕捉闪电的祖师爷富兰克林,据说避雷针就是他以自己为原型发明的……

2

就算费尽心思把电取了下来,得到的能量其实也不多

看起来超级凶猛的闪电,其实相对来说能量是不够用的,平均每次闪电的能量约为50亿焦耳,不考虑传输和存储过程中损失的话,这也就相当于1400度电。

够我家用个大半年的呢!

听起来好像也还行,不过我们得看看总量。有人统计,全球一年的闪电次数大概是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,说白了就是太高抓不到。理想状态下,一年收集的电能为4900亿度。

是个什么概念呢?2016年全球的发电量接近25万亿度,用电量至少是20万亿度以上,这就是每年所有可利用的地面闪电所含电能的40多倍。也就是说,就算我们捕捉了所有可用闪电,也只够全世界用个9天。(追个剧都不够……)

3

由于抓不到,也就存不下来了……

还有哪些东西看起来很厉害却不能用来发电呢?

先来个猛点的——

台风那么猛,风力那么大,用来发电一定很棒棒哦!

台风能量的确很大,但风力实在是有点……大过头了,得考虑风机扛不扛得住啊。其次,台风也极其不稳定,就拿我国东南沿海来说,一般一年来个5~10次,登陆地点还不定。就算超级扛揍的风机真的做出来了,建在哪呢?一年又能用个几次呢?

顺着这个脑洞想,是不是还有:龙卷风发电、沙尘暴发电、冰雹发电、火山发电、地震发电、滑坡和泥石流发电、海啸发电啊,简直不要太可怕。

再来个温和点的——

冬天都快被静电烦死啦,简直每个人身上都有哎,要是收集起来,是不是可以给我手机充个电?一下解决两个问题呢。

先说说静电是怎么产生的吧。当静止状态的电荷聚集在某个物体上时就形成了静电,当带静电的物体接触与它有电位差的物体时,电荷就会发生转移,然后就可以见到火花放电现象了。

静电的电压虽然很高,如橡胶或塑料薄膜厂里摩擦起的静电就可高达100千伏,但电流却极小,而且要获得持续的电,就要一直摩擦,这本身就是要做功的,还是得利用机械能啊。想想那画风,发电厂里哼起了歌:摩擦摩擦……

总结一下:

这些看起来很厉害却不能用来发电的东西,主要就是特别不稳定,爆发力很足,但“持续作战”能力不强,还需要储能设备的大力支持。

目前主流的发电方式相对来说都是比较稳定的。火电、水电、核电就不说了大家都懂,风能和太阳能属于比较调皮的,但比起闪电和台风来,也稳定得多啊,即使这样,它们就已经够让电力行业的朋友们伤脑筋了。

所以,目前看来,怎样低成本地把这些极不稳定的能量存起来,再变成稳定持续的电力输出,似乎是首先要解决的问题。不过,以后的事谁知道呢?毕竟几百年前,大家对电的认知也就是闪电啊。

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