Eletricidade atmosférica como nova fonte de energia alternativa

A busca por fontes alternativas de eletricidade se generalizou nas últimas décadas. A ameaça de esgotamento dos recursos energéticos fósseis estimulou a pesquisa sobre o uso de recursos renováveis: energia do ar, da água e do calor geotérmico. O exército de inventores juntou-se aos cientistas que trabalham no campo da energia alternativa e hoje eles "inundaram" o espaço de informações com projetos para obter energia "gratuita".

Uma das áreas mais populares de seu desenvolvimento é uso de eletricidade atmosférica. Observando a violência dos elementos durante as tempestades, há uma grande tentação de domesticar as forças elétricas da Terra, de usá-las em benefício do homem.

Vamos tentar avaliar o quão realista é chegar perto dessas forças e usá-las na prática. Para começar, responderemos à pergunta de As reservas de eletricidade da Terra são realmente grandes? Quase todo mundo já ouviu ou conhece capacitor. Alguns trabalharam com eles, outros se lembram no curso de física da escola.

De acordo com conceitos modernos, a Terra é um análogo de apenas um detalhe desses circuitos de rádio. Esse enorme capacitor esférico é carregado e cria um campo elétrico ao nosso redor.

A partir de agora, você precisará operar com valores numéricos, como Muitos projetos sobre o uso do campo elétrico da Terra contam com mecanismos completamente míticos de extração de energia desse capacitor.

Primeiro sobre a capacidade da Terra. Já nesta fase existem discrepâncias. Ao calcular a capacidade da Terra como um condutor esférico solitário no espaço, um valor de cerca de 700 μF é obtido. E o cálculo da capacitância do capacitor formado pela superfície da Terra e pela ionosfera, localizada a uma altitude de 60 a 80 km, fornece um valor próximo a 1F. A discrepância entre os resultados é superior a 1000 vezes! E este é apenas o começo das incertezas associadas à eletricidade da atmosfera.

O capacitor da Terra é carregado até uma voltagem de aproximadamente 300 kV, com a superfície da Terra tendo uma carga negativa e a ionosfera sendo positiva. A intensidade do campo entre as “placas” desse capacitor é de 120 -150 V / m na superfície e cai acentuadamente com a altura.

Como qualquer capacitor real, ele tem uma corrente de fuga. Os geofísicos conseguiram medir seu valor com bastante precisão. Essas correntes são muito pequenas: em clima claro, a densidade da corrente de fuga é de apenas 10 a menos 12 graus Am2. Mas o recálculo para toda a superfície da Terra fornece uma corrente total de fuga de cerca de 1800 A. A carga elétrica da Terra (e, consequentemente, a ionosfera) é estimada em 5,7x10 no pendente de 5º grau. Então o capacitor da terra deve ser descarregado em ... 8-10 minutos, e o campo elétrico desaparecerá.

Na prática, não observamos uma imagem semelhante. Isso significa que existe um certo gerador natural com capacidade superior a 700 MW, que compensa a perda de carga no sistema da ionosfera da Terra.

A ciência moderna se mostrou impotente para explicar os mecanismos de carregamento de um capacitor. Hoje, existem mais de 10 teorias e hipóteses que descrevem os mecanismos e processos de manutenção de uma carga constante da Terra. Mas a verificação experimental e os cálculos refinados mostram o número insuficiente de cargas geradas para manter um valor estável do campo da Terra.

Entre os candidatos a geradores de carga foram considerados tempestades, a circulação de correntes no manto derretido da Terra, o fluxo de partículas do Sol (vento solar). Existe até uma hipótese exótica sobre a existência de recursos naturais Gerador MHDtrabalhando na atmosfera superior. O resultado é decepcionante - hoje a ciência não sabe exatamente de onde são carregadas as cargas do capacitor natural.Talvez cada um desses mecanismos contribua para recarregar a carga do armazenamento da Terra.

E agora sobre as possibilidades de usar energia natural do capacitor. Como observado acima, a intensidade do campo (ou potencial gradiente na superfície) é em média 130V / m. Mas isso não significa que uma pessoa alta tenha um potencial de 260V entre os calcanhares e a coroa. O ar é um excelente isolante e o corpo humano é um bom condutor. Portanto, independentemente do crescimento, sempre temos o potencial da Terra.

Tentativas de usar a força de campo da Terra para fins utilitários foram realizadas por mais de dois séculos e continuam até hoje. A melhor realização dos projetos para coletar eletricidade atmosférica usando balões tornou possível obter uma potência de cerca de 1 kW, e circuitos modernos, realmente funcionais, permitem alimentar um LED de baixa potência ou recarregar um telefone celular.

O fato é que a condutividade do ar atmosférico é de apenas 10 a menos 14 graus S / m (Siemens / metro). É simplesmente impossível selecionar potência perceptível de uma fonte de alta resistência. Para isso, os detalhes do "gerador" devem ter um isolamento mais confiável. Mas a condutividade na superfície dos isoladores excede a condutividade do ar, de modo que o gerador "entra em curto" rapidamente.

As informações mais recentes dos cientistas brasileiros sobre as possibilidades de geração de eletricidade a partir da atmosfera úmida dos trópicos têm mais probabilidade de ter valor teórico. A eficiência de um gerador desse tipo é 100 milhões de vezes menor que uma célula solar.

Se for impossível usar energia da camada superficial da atmosfera, ele pode tentar "descarregar" o capacitor global? Infelizmente, as oportunidades aqui são pequenas. A condutividade atmosférica foi mencionada acima. A condutividade da ionosfera é 10 ordens de magnitude mais alta, mas numericamente é apenas 5x10 em menos 4 graus S / m.

Quando o espaço é "reduzido", a superfície da Terra - a ionosfera, com um feixe de plasma, obtido, por exemplo, de um laser, flui uma corrente insignificante de centenas de miliamperes no circuito. É determinado pela resistência interna do "revestimento" ionosférico do capacitor, compreendendo 5-10 kOhm / m. Obter uma lâmpada com luz de gás de 60 a 80 km é o limite das possibilidades de tal método. E isso é para a reserva de energia de pouco mais de 2500 kW / h - é exatamente a energia de um capacitor global carregado.

Há outra consideração contra a intervenção humana nos processos elétricos da Terra. Eles se formaram ao longo de bilhões de anos e desempenharam um papel importante no surgimento da vida em nosso planeta. A combinação desses processos forma uma cadeia global de produção e compensação de cargas elétricas, uma espécie de análogo do sistema nervoso humano.

Ainda não temos ideia dos muitos mecanismos de operação dessa cadeia. Vale ressaltar a recente descoberta de raios na ionosfera. Portanto, intervir nessa cadeia, não entender as leis de seu funcionamento e as possíveis conseqüências da interferência, é pelo menos estúpido. Portanto, mesmo tendo encontrado as chaves da despensa de eletricidade natural, elas devem ser imediatamente abandonadas.