為什麼不把雷電當做電源使用?
如果你看過《回到未來》(1985),那麼你無疑會記得Brown博士發明了一種新技術,能將Marty從1955年傳送到1985年。啟動這個時間機器需要巨大的能量,在沒有鈈作為能量源的情況下,Brown博士推測只有雷電擁有足夠的能量來驅動時間機器。他精確地推算出雷擊的發生時間和地點,最終利用閃電的能量把Marty送回未來!是不是相當環保?
照著這種思路,你有沒有想過我們是否能夠利用雷電的能量?
雷電
每次我們聽到天空中的隆隆聲,總是看到一些之字型的閃光划過天空。這種光主要是在雲內形成的電流(有時在雲和地面之間形成)——我們稱之為雷電。
雷擊的力量
閃電不僅明亮,而且很熱,其溫度約為27000℃,約比太陽表面還高6倍!這意味著當雷擊發生時,其高溫情將灼燒周圍的空氣。雷電攜帶大約50億焦耳的能量,這是一個驚人的數字。為了更好地理解,我們將它與汽油做個比較——一道閃電相當於145升汽油產生的能量。
在物理學中,我們知道電能和電力(電功率)有簡單的關係:可以用電能除以時間來計算電力。由於大量的能量在極短的時間(不超過幾微秒)內通過空氣,所以雷電蘊含的電力非常高。
利用雷擊的挑戰
首先,利用雷電的能量是一個巨大的挑戰,就是它那極高的電力。如前所述,每道閃電平均蘊含50億焦耳的能量,這不是問題——但它僅能持續幾微秒,就會使整個操作變得複雜。除此之外還有一個困難:雷電沒有恆定的功率。一些閃電的功率可能比平均高得多,有時也相當低。因此,這使得建造一座閃電發電廠的想法從一開始就變得相當不切實際。
另外,雷電的出現比較隨機,我們無法知道其確切的位置或時間。所以獲取其中的能量就變得很困難。
即使事先知道這些細節,在如此短的時間內捕獲這種巨大能量,仍然存在操作的問題。考慮到雷電能量實際上只有一小部分到達地面,用我們目前可用的設備來進行這樣大規模地操作,變得更加不切實際。
毫無疑問,雷電確實是一個巨大的能量來源。但是,最好在你處於非常非常絕望的情況時再使用它,比如當你困在時間中,並且有幸身邊有個像Brown博士一樣的天才!
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