Производство электрической энергии на основе верхних заряженных слоёв атмосферы

другой планеты ). Движение заряда между поверхностью Земли, атмосферой и ионосферой известно как глобальная атмосферная электрическая цепь . Атмосферное электричество — междисциплинарная тема с долгой историей, включающая понятия электростатики , физики атмосферы , метеорологии и наук о Земле .
Грозы действуют как гигантская батарея в атмосфере, заряжая электросферу примерно до 400 000 вольт по отношению к поверхности. Это создает электрическое поле во всей атмосфере, которое уменьшается с увеличением высоты . Атмосферные ионы, созданные космическими лучами и естественной радиоактивностью, движутся в электрическом поле, поэтому через атмосферу течет очень небольшой ток даже вдали от гроз. Вблизи поверхности Земли величина поля в среднем составляет около 100 В/м.
Атмосферное электричество включает в себя как грозы , которые создают молнии для быстрого разряда огромного количества атмосферного заряда, хранящегося в грозовых облаках, так и непрерывную электрификацию воздуха из-за ионизации космическими лучами и естественной радиоактивностью , которые гарантируют, что атмосфера никогда не будет полностью нейтральной

напряжении до 100 миллионов вольт и излучает свет, радиоволны, рентгеновские лучи и даже гамма-лучи. Температура плазмы при молнии может достигать 28 000 кельвинов .

накопление потенциала заряда в подвесных системах распределения электроэнергии. Оголенные провода, подвешенные в воздухе на многие километры и изолированные от земли, могут накапливать очень большие накопленные заряды при высоком напряжении, даже когда нет грозы или молнии. Этот заряд будет стремиться разрядиться по пути с наименьшей изоляцией, что может произойти, когда человек протягивает руку, чтобы активировать выключатель питания или использовать электрическое устройство.
Чтобы рассеять накопление атмосферного заряда, одна сторона системы распределения электроэнергии соединена с землей во многих точках по всей системе распределения, так часто, как на каждом опорном столбе . Один провод, соединенный с землей, обычно называется «защитным заземлением» и обеспечивает путь для рассеивания потенциала заряда, не вызывая повреждения, и обеспечивает резервирование в случае, если какой-либо из путей заземления плохой из-за коррозии или плохой проводимости заземления. . Дополнительный электрический заземляющий провод, который не несет питания, играет второстепенную роль, обеспечивая сильноточный путь короткого замыкания для быстрого перегорания предохранителей и обеспечения безопасности поврежденного устройства, а не для того, чтобы незаземленное устройство с поврежденной изоляцией стало «под напряжением» через провод. сетевое питание, и опасно прикасаться.

ионосфера. Нижний же слой атмосферы обычно не проводит электричество, является электрическим изолятором. По сути – диэлектриком. Таким образом, планета и слои атмосферы являются огромным конденсатором, способным накапливать электроэнергию, подобно электрическому полю. Гигантский конденсатор постоянно заряжается в одних регионах и разряжается в других, создавая глобальный электрический контур. Таким образом, вероятно, вполне возможно создать атмосферную электростанцию, чтобы получать электричество из воздуха.
В нижних слоях атмосферы Земли идут интенсивные процессы испарения, переноса тепла и влаги, образования облаков, сопровождающиеся явлениями электризации. Молнии и осадки также переносят к земле отрицательный заряд. В результате, у поверхности Земли напряженность электростатического поля достигает 100‑150 В / м летом и до 300 В / м зимой. Перед грозой регистрируют напряженность поля до десятков киловольт на метр и выше! Мы почти не чувствуем этого поля просто потому, что воздух – хороший изолятор.
Таким образом, в вероятности, вполне возможно создать атмосферную электростанцию, чтобы получать электричество из воздуха.

возможных способов ее создания состоит в запуске в атмосферу группы высотных воздушных шаров, способных притягивать электричество. Эти шары соединяются электропроводами, которые также закрепляют их на земле в резервуарах, содержащих раствор воды и электролита. Если такой шар поднимется до нижних ионизированных слоев атмосферы, постоянный электрический ток потечет по проводу через растворенный электролит, что приведет к разложению воды на водород и кислород. Далее эти газы можно будет собрать так же, как в любом другом электролитическом устройстве. Водород можно использовать в качестве горючего для топливных элементов или для автомобилей на водородном топливе.

острыми, электролитическим способом изготовленными иглами, провел в Финляндии доктор Герман Плаусон. Иглы содержали также примесь радия, чтобы увеличить местную ионизацию воздуха. Поверхность аэростата также красили цинковой амальгамой, которая в солнечную погоду давала дополнительный ток вследствие фотоэффекта.
Плаусон получил мощность 0,72 кВт от одного аэростата и 3,4 кВт от двух, поднятых на высоту 300 м. На свои устройства он в 1920‑х гг. получил патенты США, Великобритании и Германии. Его книга «Получение и применение атмосферного электричества» содержит детальное описание всей технологии.

проектов по использованию электрического поля планеты опираются на совершенно мифические механизмы отбора энергии от глобального конденсатора.
Для начала стоит заметить, что возникают противоречия в подсчете емкости конденсатора, образованного поверхностью Земли и ионосферой (расхождение результатов – более чем в 1000 раз!). Земной конденсатор заряжен до напряжения приблизительно 300 кВ, причем поверхность Земли имеет отрицательный заряд, а ионосфера – положительный. Напряженность поля между «обкладками» такого конденсатора составляет 120‑150 В / м у поверхности и резко падает с высотой.
Как у всякого конденсатора, в нем имеются токи утечки. Эти токи очень малы. Но пересчет на всю поверхность Земли дает суммарный ток утечки около 1800 А. А электрический заряд Земли оценивается в 5,7×105 степени кулон. То есть земной конденсатор должен разрядиться всего за 8‑10 мин.
На практике мы подобной картины не наблюдаем. Значит, существует некий природный генератор, мощностью более 700 МВт, компенсирующий потерю заряда системы Земля – ионосфера.

более десяти гипотез, описывающих механизмы и процессы поддержания постоянного заряда Земли. Но экспериментальная проверка и уточненные расчеты показывают недостаточность количества вырабатываемых зарядов для поддержания стабильного значения поля Земли.
В числе кандидатов на генераторы зарядов рассматривались грозы, циркуляция токов в расплавленной мантии Земли, поток частиц от Солнца (солнечный ветер). Выдвигалась даже экзотическая гипотеза о существовании природного МГД генератора, работающего в верхних слоях атмосферы. Но сегодня наука точно не знает, откуда восполняются заряды природного конденсатора. Возможно, каждый из перечисленных механизмов дает свой вклад в пополнение заряда земного накопителя.

потенциалов между поверхностью Земли и ионосферой приводит к формированию мощного электрического поля в тропосфере и стратосфере. Заряд в этом суперконденсаторе поддерживается за счет солнечного излучения, космических лучей, а также радиоактивности земной коры. Все эти излучения взаимодействуют с магнитным полем Земли и атомами в верхних слоях атмосферы, пополняя заряд суперконденсатора.
Постоянный заряд атмосферного суперконденсатора составляет от 250 000 до 500 000 В, что сопоставимо с напряжением высоковольтных электрических линий. Однако разница электрических потенциалов поверхности Земли и атмосферы – это постоянный ток, а не переменный. Общее среднее значение силы тока, протекающего через атмосферный суперконденсатор, только в результате гроз составляет 1500 А (по два ампера на каждую из 750 гроз). Электрическая мощность в ваттах составляет произведение силы тока в амперах на напряжение в вольтах. Приведенные выше цифры означают, что земная атмосфера постоянно рассеивает несколько сотен миллионов ватт электроэнергии. Этой мощности хватает на полное пиковое обеспечение электроэнергией среднего города.

постоянно подзаряжается с помощью возобновляемых источников энергии – солнца и радиоактивных элементов земной коры;
атмосферная электростанция не выбрасывает в окружающую среду никаких загрязнителей;
оборудование атмосферных станций не бросается в глаза. Воздушные шары находятся слишком высоко для того, чтобы их увидеть невооруженным глазом;
атмосферная электростанция способна вырабатывать энергию постоянно, если поддерживать шары в воздухе.

необходимо либо использовать сразу же, на месте получения, либо преобразовывать в любую другую форму, например в водород;
значительная разрядка земельно-ионосферного суперконденсатора может нарушить баланс глобального электрического контура. В этом случае последствия для окружающей среды будут непредсказуемы;
высокое напряжение в системах атмосферных электростанций может быть опасным для обслуживающего персонала;
воздушные шары необходимого размера сложно обслуживать и поддерживать на необходимой высоте. Кроме того, они могут представлять опасность для авиации;
общее количество электроэнергии, которую можно получать из атмосферы, ограничено. В лучшем случае атмосферная энергетика может служить лишь незначительным дополнением к другим источникам энергии.