Использовать энергию гроз для электроснабжения мечтали многие научные деятели, начиная от Фарадея и Франклина, заканчивая Теслой. Что не удивительно, ведь в одном разряде молнии может быть напряжение, измеряемое в миллионах Вольт, при силе тока в 300-400 тысяч Ампер. Это говорит о гигаваттах мощности, чего достаточно для обеспечения электрической энергией крупных городов и объектов промышленности. И эта энергия запасена всего лишь в одном разряде! Так почему же её до сих пор не используют?!
Ответ очевиден! Столь высокую "мощь" очень тяжело захватить, преобразовать и передать в сеть конечным потребителям (привести к параметрам 220В с частотой 50 Гц). При этом, сделать это нужно практически мгновенно (длительность "вспышки" составляет доли секунд), а входные параметры разряда могут варьироваться в широком диапазоне.
Современные технологии на текущий момент уже позволяют достаточно точно построить прогноз грозовой активности, предугадать интенсивность и местность ударов. "НАСА" даже разработала специальную карту, наглядно отображающую данные параметры. Воспользовавшись этими наработками, можно определить наиболее молниеактивные участки на нашей планете и использовать для размещения "грозовых ферм".
Сложность остаётся лишь в использовании источника энергии. Нужны:
- молниеприемники (в виде громоздких по занимаемой площади решёток приподнятых на высоту 10-15 метров над землёй);
- огромные высокомощные конденсаторы, способные работать с напряжением в сотни миллионов вольт (размеры и габариты подобных агрегатов будут весьма внушительными);
- высокоточная и быстрая измерительная система (без неё может всё закончится плачевно);
- преобразователи напряжения (в том числе и инверторы, т.к. молнии по своей природе являются источником постоянного тока);
- надежная релейная защита;
- интеллектуальная сеть ("Smart Grid") для осуществления управления всеми процессами.
Всё это в сумме и образует такой объект, как "грозовая ферма".
Генерируемые излишки свыше установленного показателя должны запасаться в смежном специальном накопителе с высоким номиналом или использоваться для совершения "полезной" работы (например, отопление или производство водорода с помощью электролиза). Учитывать также стоит влияние "стоячих" и "бегущих" волн, образующихся в силу специфики электромагнетизма.
Как стабильный источник энергии "грозовую ферму" рассматривать нельзя (ввиду непостоянства процесса образования молний), а как дополнение к какому-либо другому вполне возможно. За счёт высокой мощности, "скрытой" в одной грозе, себестоимость электроэнергии стоит копейки. Сочетание с каким-либо другим источником (например, ТЭС) поможет улучшить суммарную экономическую эффективность выработки, измеряемой в виде экономии используемого топлива.
Как по мне, "грозовые фермы" - интересный и перспективный проект, который стоит реализовать даже ради научных исследований. А Вы как считаете?