为什么不从天空引雷电利用?

8月4日,在西部纳瓦布根杰地区,新郎和一群宾客坐船结果16人被雷电击中死亡

理论上来说:有道理。

实际上来说:不切实际。

1、我们传递电能用的都是金属导线,对于不同大小的电流,我们需要用不同规格的导线。比如普通家庭装修的时候,总线一般需要用6个平方(截面积,平方毫米,下同),空调柜机需要4个平方,照明线路需要2.5个平方。

那么,如果要引导最高30万安培的闪电,你觉得需要用多少平方的导线?

2、能量的储存一般用化学能的方式,比如我们常用的充放电电池,就是利用“电能-化学能”相互转换的方法实现的。但是,一个手机几千毫安时的电量一般需要几个小时才能充满,即使是快充,也需要几十分钟。

而闪电时间很短,一般只有零点几秒,在这么短的时间内将这么巨大的电能转化为化学能,倒不是说不能实现,而是这个设备肯定庞大无比。

3、闪电不是经常发生的,全世界闪电频率最高的地区是南美洲委内瑞拉的马拉开波湖,据科学家统计,平均每年每平方公里湖面上发生闪电233次。

即使把雷电接收器安装在这个地方,要接收一平方公里范围内的闪电,这个接收“天线”得有多大?做好了以后每年只接收233次闪电,其他时间全部空闲,还需要维护,太划不来了。

4、以平均强度的闪电计算,电压1亿伏特,电流3万安培,时间0.5秒,总能量约40万度,一年接收233次,不到1亿度电。但是,中国核能行业协会1月27日发布的《2020年1-12月全国核电运行情况》显示,2020年全年核电站累计发电3662.43亿度,占全国总发电量的4.94%。这是全国16个核电站49台机组发出来的电,你需要建4000座这样的“雷电接收站”才比得上,大致上80座“雷电接收站”才相当于一台核电机组。可其中的成本投入、维护、安全性能等方面差别太大了。

补充附注:看到很多人给我点赞和评论,我补充一下一座雷电接收站需要的铜缆的投资核算。

电流在电线中流动时,都是走电缆周边的,所以,理论上电缆载流量应该与电缆的直径(周长)成线性关系。我根据网上查的铜缆最大载流量,换算成直径后进行线性分析,如下表:

得到公式为:y=30.38x-48.41,其中,x为直径,单位毫米,y为最大载流量,单位安培。

现在将y=30万安培代入公式,算得:x≈1万毫米=10米。

假设1平方公里范围内直接用一根1公里高的天线接收闪电,另一极接地(盘在地下一定深度和广度),也算1公里长,则两根铜导线需要用铜量为(铜密度ρ=8.9×10³kg/m³):

G=ρV=ρπr²L=8.9×10³×3.1416×(10/2)²×2000≈1.4×10⁹kg=140万吨

查到中国2020年铜年产量约1000万吨,只够生产7组这样的天线和地线。

查到铜期货价格约为6.6-6.7万元/吨,则该铜缆价格约930亿元。

注:以上计算忽略了从主导线分支接入各个变压器和电池需要的导线,如果考虑进入,估计需要增加至少50%。

查到一台核电机组的投资大约在160-200亿元,即:光是上面两根铜缆的成本就够投资5台核电机组。前面第4点计算过,大约80座雷电接收站才比得上一台核电机组,因此,光是计算两根铜缆的成本,雷电接收站的性价比就已经只有核电站的1/400了。性价比低得惊人啊。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2021-08-20

首先,雷电与风能、太阳能、水能这些固定的可预测的能量是不一样的,雷电是随机出现的,我们无法预测具体的地点以及时间。其次,闪电的温度太高,从17000℃至28000℃不等,没有可以用来接收、传导雷电的金属。然后就是雷电的持续的时间太短,功率不稳定,如何在极高的空中、极短的时间内捕捉闪电中巨大的能量,存在着操作困难。

第2个回答  2021-08-20

不从天空引雷电利用 那是因为没有制造出抗自然雷电的器具 天空中自然雷电作用太大 很难接触 所以雷电天气人们才会如此重视 尽量不外出

第3个回答  2021-08-20

因为天空中的雷电是远远超过高压电,单说可能会使机器受损,还可能因此发生火灾等。

第4个回答  2021-08-20
从天空引雷电利用,是不科学,不现实的,由于天空中的雷电电压较高,方位不固定,是很难控制利用的,而且容易出现安全事故,对人身会造成很大的伤害。所以是不会从天空引雷电利用的。
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