امروزه برق کل جهان از طریق سوزاندن زغال سنگ و گاز (سوخت های فسیلی)، بهره برداری از جریان آب و کنترل واکنش های هسته ای تامین می شود. این رویکردها کاملاً مؤثر هستند، اما در آینده باید آنها را کنار بگذاریم و به سمتی مانند انرژی جایگزین روی آوریم.

بیشتر این نیاز به دلیل محدود بودن سوخت های فسیلی است. علاوه بر این روش های سنتی تولید برق یکی از عوامل آلودگی محیط زیست است. به همین دلیل است جهان به یک جایگزین "سالم" نیاز دارد.

ما نسخه خود را از برترین روش های غیر سنتی تولید انرژی ارائه می دهیم که در آینده ممکن است جایگزینی برای نیروگاه های معمولی شود.

مقام هفتم. انرژی توزیع شده

قبل از در نظر گرفتن منابع انرژی جایگزین، اجازه دهید به یک مفهوم جالب توجه کنیم که در آینده می تواند ساختار سیستم انرژی را تغییر دهد.

امروزه برق در ایستگاه های بزرگ تولید می شود، به شبکه های توزیع منتقل می شود و به خانه های ما تحویل می شود. رویکرد توزیع شده شامل تدریجی است رد تولید متمرکز برق. این امر می تواند از طریق ساخت منابع انرژی کوچک در مجاورت مصرف کننده یا گروهی از مصرف کنندگان به دست آید.

موارد زیر می توانند به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار گیرند:

• نیروگاه های میکروتوربین؛
• نیروگاه های توربین گازی؛
• دیگ بخار؛
• پنل های خورشیدی؛
• توربین های بادی؛
• پمپ های حرارتی و غیره

چنین نیروگاه های کوچک برای خانه به شبکه عمومی متصل خواهند شد. انرژی اضافی در آنجا جریان می یابد و در صورت لزوم، شبکه برق قادر خواهد بود کمبود برق را جبران کند، به عنوان مثال، زمانی که پنل های خورشیدی به دلیل هوای ابری عملکرد بدتری دارند.

با این حال، اگر در مقیاس جهانی صحبت کنیم، اجرای این مفهوم امروز و در آینده نزدیک بعید است. این در درجه اول به دلیل هزینه بالای انتقال از انرژی متمرکز به انرژی توزیع شده است.

مقام 6. انرژی رعد و برق

چرا الکتریسیته تولید می کنید در حالی که می توانید به سادگی آن را از هوا «گرفتار» کنید؟ به طور متوسط ​​یک رعد و برق 5 میلیارد ژول انرژی دارد که معادل سوزاندن 145 لیتر بنزین است. از نظر تئوری، نیروگاه های رعد و برق هزینه برق را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.

همه چیز به این شکل خواهد بود:ایستگاه ها در مناطقی با افزایش فعالیت طوفان، "جمع آوری" تخلیه و ذخیره انرژی واقع شده اند. پس از این، انرژی به شبکه عرضه می شود. شما می توانید رعد و برق را با کمک میله های صاعقه گیر غول پیکر بگیرید، اما مشکل اصلی همچنان باقی است - انباشته شدن حداکثر انرژی رعد و برق در یک ثانیه. در مرحله فعلی، بدون ابرخازن ها و مبدل های ولتاژ غیرممکن است، اما در آینده ممکن است رویکرد ظریف تری ظاهر شود.

اگر ما در مورد برق "از هوای رقیق" صحبت کنیم، حتی نمی توان طرفداران تشکیل انرژی آزاد را به خاطر آورد. به عنوان مثال، نیکولا تسلا در یک زمان ظاهرا دستگاهی را برای تولید جریان الکتریکی از اتر برای کارکرد خودرو نشان داد.

مقام 5. سوزاندن سوخت های تجدیدپذیر

به جای زغال سنگ، نیروگاه ها می توانند به اصطلاح بسوزانند سوخت زیستی " اینها مواد خام گیاهی و حیوانی فرآوری شده، ضایعات موجودات زنده و برخی ضایعات صنعتی با منشاء آلی هستند. به عنوان مثال می توان به هیزم معمولی، خرده چوب، و بیودیزل موجود در پمپ بنزین ها اشاره کرد.

در بخش انرژی بیشتر از تراشه های چوب استفاده می شود. در حین برداشت چوب یا تولید چوب جمع آوری می شود. پس از آسیاب، به گلوله های سوخت فشرده شده و به این شکل به نیروگاه های حرارتی فرستاده می شود.

تا سال 2019، ساخت بزرگترین نیروگاهی که با سوخت زیستی کار می کند باید در بلژیک به پایان برسد. طبق پیش بینی ها باید 215 مگاوات برق تولید کند. این برای 450000 خانه کافی است.

واقعیت جالب!بسیاری از کشورها کشت به اصطلاح "جنگل های انرژی" را انجام می دهند - درختان و درختچه هایی که برای نیازهای انرژی مناسب هستند.

هنوز بعید است که انرژی جایگزین در جهت سوخت های زیستی توسعه یابد، زیرا راه حل های امیدوارکننده تری وجود دارد.

مقام 4. نیروگاه های جزر و مدی و موجی

نیروگاه های برق آبی سنتی بر اساس اصل زیر کار می کنند:

1. فشار آب به سمت توربین ها جریان می یابد.
2. توربین ها شروع به چرخش می کنند.
3. چرخش به ژنراتورهایی که برق تولید می کنند منتقل می شود.

ساخت نیروگاه های برق آبی نسبت به نیروگاه های حرارتی هزینه بیشتری دارد و تنها در مکان هایی با ذخایر انرژی آب زیاد امکان پذیر است. اما مشکل اصلی آسیب به اکوسیستم ها به دلیل نیاز به سدسازی است.

نیروگاه های جزر و مدی بر اساس اصل مشابهی کار می کنند، اما از جزر و مد جزر و مد برای تولید انرژی استفاده کنید.

انواع "آب" انرژی جایگزین، جهت جالبی مانند انرژی موج را شامل می شود. ماهیت آن به تولید الکتریسیته با استفاده از انرژی امواج اقیانوس می رسد که بسیار بالاتر از انرژی جزر و مدی است. قدرتمندترین نیروگاه موج امروزی است Pelamis P-750 که 2.25 مگاوات انرژی الکتریکی تولید می کند.

این کنوکتورهای بزرگ ("مارها") که روی امواج تکان می‌خورند، خم می‌شوند و باعث می‌شوند پیستون‌های هیدرولیک داخل حرکت کنند. آنها روغن را از طریق موتورهای هیدرولیک پمپ می کنند که به نوبه خود ژنراتورهای الکتریکی را به حرکت در می آورند. الکتریسیته حاصل از طریق کابلی که در امتداد پایین قرار دارد به ساحل می رسد. در آینده تعداد کنوکتورها چندین برابر خواهد شد و ایستگاه قادر خواهد بود تا 21 مگاوات تولید کند.

مقام سوم. ایستگاه های زمین گرمایی

انرژی جایگزین نیز در جهت زمین گرمایی به خوبی توسعه یافته است. نیروگاه های زمین گرمایی با تبدیل واقعی انرژی زمین یا به عبارت دقیق تر، انرژی حرارتی منابع زیرزمینی، الکتریسیته تولید می کنند.

انواع مختلفی از این نیروگاه ها وجود دارد، اما در همه موارد آنها بر اساس یکسان هستند اصل عملیات: بخار از یک منبع زیرزمینی از چاه بالا می رود و توربین متصل به ژنراتور الکتریکی را می چرخاند. امروزه یک روش رایج این است که آب به یک مخزن زیرزمینی تا عمق زیاد پمپاژ می شود و در آنجا تحت تأثیر دمای بالا تبخیر می شود و به شکل بخار تحت فشار وارد توربین ها می شود.

مناطقی که دارای تعداد زیادی آبفشان و چشمه های حرارتی باز هستند، که توسط فعالیت های آتشفشانی گرم می شوند، برای اهداف انرژی زمین گرمایی مناسب هستند.

بنابراین، در کالیفرنیا یک مجموعه کامل زمین گرمایی وجود دارد به نام " آبفشان " 22 ایستگاه را با 955 مگاوات تولید می کند. منبع انرژی در این مورد یک محفظه ماگمایی به قطر 13 کیلومتر در عمق 6.4 کیلومتری است.

مقام دوم. نیروگاه های بادی

انرژی باد یکی از محبوب ترین و امیدوارکننده ترین منابع برای تولید برق است.

اصل عملکرد ژنراتور بادی ساده است:

• تیغه ها تحت تأثیر نیروی باد می چرخند.
• چرخش به ژنراتور منتقل می شود.
• ژنراتور جریان متناوب تولید می کند.
• انرژی حاصل معمولاً در باتری ها ذخیره می شود.

قدرت یک مولد باد به دهانه پره ها و ارتفاع آن بستگی دارد. بنابراین، آنها در مناطق باز، مزارع، تپه ها و در منطقه ساحلی نصب می شوند. تاسیسات با 3 تیغه و محور چرخش عمودی کارآمدترین کار را دارند.

واقعیت جالب!انرژی باد در واقع نوعی انرژی خورشیدی است. این با این واقعیت توضیح داده می شود که بادها به دلیل گرم شدن ناهموار جو و سطح زمین توسط پرتوهای خورشید به وجود می آیند.

برای ساخت یک آسیاب بادی، نیازی به دانش عمیق مهندسی ندارید. بنابراین، بسیاری از صنعتگران قادر به جدا شدن از شبکه برق عمومی و تغییر به انرژی جایگزین بودند.

Vestas V-164 قدرتمندترین مولد باد امروزی است. 8 مگاوات تولید می کند.

برای تولید برق در مقیاس صنعتی از نیروگاه های بادی متشکل از بسیاری از توربین های بادی استفاده می شود. بزرگترین نیروگاه است آلتا "، واقع در کالیفرنیا. توان آن 1550 مگاوات است.

مقام اول. نیروگاه های خورشیدی (SPP)

انرژی خورشیدی بیشترین چشم انداز را دارد. فناوری تبدیل تابش خورشیدی با استفاده از فتوسل سال به سال در حال توسعه است و کارآمدتر می شود.

در روسیه، انرژی خورشیدی نسبتا ضعیف توسعه یافته است. با این حال، برخی از مناطق نتایج بسیار خوبی در این صنعت نشان می دهند. به عنوان مثال کریمه را در نظر بگیرید، جایی که چندین نیروگاه خورشیدی قدرتمند در آن کار می کنند.

ممکن است در آینده توسعه یابد انرژی فضایی. در این صورت نیروگاه های خورشیدی نه در سطح زمین، بلکه در مدار سیاره ما ساخته خواهند شد. مهمترین مزیت این رویکرد این است که پانل های فتوولتائیک قادر به دریافت نور خورشید بسیار بیشتری خواهند بود، زیرا جو، آب و هوا و فصول مانع این کار نخواهد شد.

نتیجه گیری

انرژی جایگزین چندین حوزه امیدوارکننده دارد. توسعه تدریجی آن دیر یا زود به جایگزینی روش های سنتی تولید برق خواهد شد. و اصلاً لازم نیست که فقط یکی از فناوری های ذکر شده در سراسر جهان استفاده شود. برای جزئیات بیشتر ویدیوی زیر را ببینید.

ارسال کار خوب خود به پایگاه دانش آسان است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru

ارسال شده استدر http://www.allbest.ru

منابع انرژی جایگزین نیروگاه صاعقه

مقدمه

1.2 مشکلات توسعه انرژی

2.1 توسعه منابع انرژی جایگزین

3. نیروگاه با رعد و برق

3.1 نیروگاه برق صاعقه

مقدمه

سالها تحقیق نشان داده است که ذخایر بسیاری از انواع منابع انرژی آلی بی پایان نیست. آنها هر ساله به میزان زیادی متناسب با مصرف خود تخلیه می شوند. این یافته ها منجر به پرسش های بسیاری در جستجوی منابع جدید انرژی شده است. در این میان تمامی منابع انرژی به دو دسته اصلی تقسیم شدند. تمام ذخایر سوخت موجود برای تولید انرژی به دو نوع اصلی تقسیم می شوند:

قابل تجدید؛

غیر قابل تمدید

در این راستا، جستجو برای ذخایر جدید و انواع جدید سوخت در حال حاضر نقش اصلی را در تامین انرژی برای کل جهان و امکانات حیاتی فردی ایفا می کند. با این حال، ذخایر جدید نیز در حال تخلیه هستند و منابع انرژی جایگزین مانند انرژی باد و خورشید تنها در شرایط مساعد مورد بهره برداری قرار می گیرند و نیاز به هزینه های قابل توجهی در تجهیزات و بهره برداری دارند. این به دلیل بی ثباتی بیشتر آنها و تغییر در شاخص های عملکرد در طول عملیات است.

مزیت بزرگ انرژی جایگزین، "خالص" انرژی دریافتی و تولید شده است. پس از همه، از منابع طبیعی استخراج می شود: امواج، جزر و مد، ضخامت زمین. همه پدیده ها و فرآیندهای طبیعی از انرژی اشباع شده اند. وظیفه بشریت حذف آن و تبدیل آن به برق است. این سوال که با پمپ های انرژی در تراوات چه اتفاقی برای زمین می افتد هنوز ذهن را آزار نمی دهد. پس می توان گفت تکلیف روشن است. توسعه این صنایع باقی مانده است.

1. منابع انرژی کلاسیک

استخراج منابع زمین رو به پایان است. از این گذشته، تقریباً همه منابع سوخت آلی بسیار آهسته تولید مثل می کنند یا اصلاً تولید نمی شوند. در عین حال، بشریت عادت دارد که فقط منابع مصرف شده را بگیرد، اما دوباره پر نکند. از این رو موضوع کاهش انرژی کره زمین به جز مردم و سازمان های مختلف سبز که تنها در صورت پرتاب کاغذ در خیابان یا خاموش نکردن آتش، انگشتان خود را تکان می دهند، جهان را نگران نکرده است. بنابراین، تا به امروز، شرکت های انرژی تنها با جستجوی ذخایر جدید مشکل را حل می کنند. با این حال، همانطور که می دانیم، کانسارهای تازه توسعه یافته چیزی را تغییر نمی دهند یا بهتر بگوییم وضعیت زیست محیطی را حتی بیشتر بدتر می کنند.

می توان گفت که جستجو برای منابع جدید با سرعت اندازه گیری شده پیش می رود: عناصر انرژی در حال رشد هستند، منابع جدید برای تولید انرژی استخراج می شوند. پس از همه، آنها نیز مدت زمان نسبتا کوتاهی دوام خواهند داشت.

انرژی در استفاده و تبدیل انرژی حرف اول را می زند. توان اقتصادی دولت ها و رفاه مردم به طور قطعی به آن بستگی دارد. همچنین بیشترین تأثیر را بر محیط زیست، کاهش منابع سیاره و اقتصاد کشورها دارد. بدیهی است که میزان مصرف انرژی در آینده متوقف نخواهد شد و حتی افزایش خواهد یافت. در نتیجه سوالات زیر مطرح می شود:

انواع اصلی انرژی مدرن (حرارتی، آبی، هسته ای) چه تأثیری بر زیست کره و عناصر منفرد آن دارند و نسبت این نوع در تراز انرژی در کوتاه مدت و بلندمدت چگونه تغییر خواهد کرد.

آیا می توان تأثیر منفی روش های مدرن (سنتی) کسب و استفاده از انرژی را بر محیط زیست کاهش داد؟

امکان تولید انرژی با استفاده از منابع جایگزین (غیر سنتی) مانند انرژی خورشیدی، انرژی باد، آبهای حرارتی و سایر منابعی که تمام نشدنی و دوستدار محیط زیست هستند، چیست؟

این مجموعه سوالات تمام حوزه های فعالیت انسانی را در بر می گیرد. می توان گفت در حال حاضر تکلیف بحث اقتصادی و زیست محیطی تعیین شده است. زمان عمل

1.1 انواع منابع انرژی کلاسیک

تمام انواع سوخت های انرژی موجود در طبیعت به جامد، مایع و گاز تقسیم می شوند. در وسایل گرمایشی نیز از اثر حرارتی جریان الکتریکی برای گرم کردن مایع خنک کننده استفاده می شود. برخی از گروه‌های سوخت به نوبه خود به دو زیر گروه تقسیم می‌شوند که یکی از آن‌ها سوختی است که استخراج می‌شود و این سوخت طبیعی نامیده می‌شود. زیرگروه دوم سوختی است که از فرآوری یا غنی سازی سوخت های طبیعی به دست می آید. به آن سوخت مصنوعی می گویند.

سوخت جامد شامل:

الف) سوخت جامد طبیعی - هیزم، زغال سنگ، آنتراسیت، ذغال سنگ نارس؛

ب) سوخت جامد مصنوعی - زغال چوب، کک و سوخت پودر شده که از آسیاب زغال سنگ بدست می آید.

سوخت های مایع عبارتند از:

الف) سوخت مایع طبیعی - نفت؛

ب) سوخت مایع مصنوعی - بنزین، نفت سفید، سوخت دیزل (سوخت دیزل)، نفت کوره، قطران.

سوخت های گازی عبارتند از:

الف) سوخت گاز طبیعی - گاز طبیعی؛

ب) سوخت گازی مصنوعی - گاز ژنراتور که از گاز شدن انواع سوخت جامد (پیت، هیزم، زغال سنگ و غیره)، کک، کوره بلند، روشنایی، گازهای همراه و سایر گازها به دست می آید.

همه انواع سوخت های طبیعی آلی از عناصر شیمیایی یکسانی تشکیل شده اند. تفاوت بین انواع سوخت این است که این عناصر شیمیایی در مقادیر متفاوتی در سوخت موجود است.

عناصر تشکیل دهنده سوخت به دو گروه تقسیم می شوند.

گروه 1: اینها عناصری هستند که خود را می سوزانند یا از احتراق پشتیبانی می کنند. چنین عناصر سوختی شامل کربن، هیدروژن و اکسیژن است.

گروه 2: اینها عناصری هستند که خود را نمی سوزانند و به احتراق کمک نمی کنند، اما بخشی از سوخت هستند. اینها شامل نیتروژن و آب است.

گوگرد جایگاه ویژه ای در بین این عناصر دارد. گوگرد ماده ای قابل اشتعال است و هنگام سوختن مقدار معینی گرما آزاد می کند، اما وجود آن در سوخت نامطلوب است، زیرا هنگام سوختن گوگرد، دی اکسید گوگرد آزاد می شود که به فلز گرم شده می رود و خواص مکانیکی آن را بدتر می کند.

مقدار انرژی حرارتی که یک سوخت در هنگام سوزاندن آزاد می کند با کالری اندازه گیری می شود. هر سوخت هنگام سوزاندن مقدار متفاوتی گرما تولید می کند. مقدار گرمایی (کالری) که در طی احتراق کامل 1 کیلوگرم سوخت جامد یا مایع یا در حین احتراق 1 متر مکعب سوخت گازی آزاد می شود، ارزش حرارتی سوخت یا ارزش حرارتی سوخت نامیده می شود. ارزش حرارتی انواع سوخت دارای محدودیت های گسترده ای است. به عنوان مثال، برای نفت کوره ارزش حرارتی حدود 10000 کیلو کالری بر کیلوگرم، برای زغال سنگ 3000 - 7000 کیلو کالری بر کیلوگرم است. هر چه ارزش حرارتی سوخت بیشتر باشد، سوخت ارزشمندتر است، زیرا برای تولید همان مقدار گرما به مقدار کمتری از آن نیاز است. برای مقایسه ارزش حرارتی سوخت یا محاسبه مصرف یک سوخت خاص، از یک واحد اندازه گیری مشترک یا استاندارد سوخت استفاده می شود. سوخت مورد استفاده به عنوان چنین واحد زغال سنگ مسکو است که دارای ارزش حرارتی 7000 کیلو کالری بر کیلوگرم است. این واحد سوخت استاندارد نامیده می شود. برای انجام محاسبات و مقایسه میزان مصرف سوخت در مقادیر مختلف کالری، لازم است ارزش حرارتی سوخت را بدانیم. به عنوان مثال، هنگام طراحی، زمانی که لازم است مصرف زغال سنگ با مصرف نفت کوره و امکان سنجی ساخت دیگ بخار زغال سنگ یا نفت کوره مقایسه شود، لازم است یک ضریب اصلاحی برای ارزش حرارتی سوخت در نظر گرفته شود.

تنوع عظیم منابع در این سیاره آشکار است، اما تصویر جهان تغییر چندانی نمی کند.

1.3 مشکلات توسعه انرژی

توسعه جامعه صنعتی مبتنی بر سطح رو به رشد تولید و مصرف انواع مختلف انرژی است.

همانطور که مشخص است، اساس تولید انرژی حرارتی و الکتریکی، همانطور که در بالا ذکر شد، فرآیند سوزاندن منابع انرژی فسیلی - زغال سنگ، نفت یا گاز، و در انرژی هسته‌ای - شکافت هسته‌های اتم‌های اورانیوم و پلوتونیوم است. جذب نوترون

استخراج، پردازش و مصرف منابع انرژی، فلزات، آب و هوا با تقاضای بزرگ بشریت در حال رشد است، در حالی که ذخایر آنها به سرعت در حال کاهش است. مشکل منابع آلی غیر قابل تجدید سیاره به ویژه حاد است.

حدس زدن اینکه منابع فسیلی ارگانیک، حتی با کاهش احتمالی رشد مصرف انرژی، تا حد زیادی در آینده نزدیک مصرف خواهند شد، دشوار نیست.

لازم به ذکر است که هنگام سوزاندن زغال سنگ و نفت فسیلی که دارای گوگرد حدود 2.5 درصد هستند سالانه بالغ بر 400 میلیون تن دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن تولید می شود که به ازای هر ساکن منطقه 70 کیلوگرم مواد مضر می باشد. زمین در سال.

بنابراین، حتی کاهش مصرف و صرفه جویی در منابع معدنی نمی تواند به جلوگیری از یک فاجعه انرژی کمک کند. اگر این سیاره در آینده نزدیک غیرقابل سکونت نشود، نیاز حیاتی به منابع انرژی برآورده خواهد شد.

راه حل در جستجو و اجرای منابع انرژی بی پایان یا تجدید پذیر باقی می ماند. مبارزه با ضایعات و انتشار تن ها مواد مضر و کشنده و فلزات سنگین در جو از اهمیت بالایی برخوردار است.

همانطور که قبلاً مشخص شده است، احتراق سوخت های فسیلی برای محیط زیست مضر است. در حال حاضر، سیستم‌ها و دستگاه‌هایی برای تصفیه انتشار محصولات احتراق در جو در حال توسعه هستند. از جمله دستگاه ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

فیلترهای روی نازل های Venturi؛

فیلترهای لابیرنت فلزی;

فیلترهای حجمی فیبر مصنوعی ساخته شده از مواد غیر بافته شده.

روش های تمیز کردن موجود شامل موارد زیر است:

روش جذب

روش پس سوز حرارتی.

روش ترموکاتالیستی

طبیعتاً چنین سرمایه هایی گران هستند. علاوه بر این، تعمیر و نگهداری سیستم به پرسنل بسیار ماهر نیاز دارد.

2. منابع انرژی جایگزین

منابع انرژی جایگزین (AES) در حال حاضر مهم ترین راه حل در رابطه با تولید برق از سوخت های فسیلی است. انرژی جایگزین مبتنی بر تبدیل اجزای اولیه دوستدار محیط زیست است که به نوبه خود آسیب تولید انرژی را به طور چشمگیری کاهش می دهد. از جمله انرژی:

جزر و مد؛

امواج دریا؛

گرمای داخلی سیاره و غیره

دلایل اصلی حاکی از اهمیت انتقال سریع به منابع انرژی جایگزین:

جهانی-اکولوژیکی: امروزه این واقعیت که تأثیر مخرب فناوری های سنتی تولید انرژی (از جمله هسته ای و حرارتی) بر محیط زیست به خوبی شناخته شده و ثابت شده است، استفاده از آنها به طور اجتناب ناپذیری منجر به تغییرات آب و هوایی فاجعه بار در دهه های اول قرن بیست و یکم می شود.

اقتصادی: گذار به فناوری های جایگزین در بخش انرژی، منابع سوخت کشور را برای فرآوری در صنایع شیمیایی و سایر صنایع حفظ خواهد کرد. علاوه بر این، هزینه انرژی تولید شده توسط بسیاری از منابع جایگزین در حال حاضر کمتر از هزینه انرژی از منابع سنتی است و دوره بازگشت سرمایه برای ساخت نیروگاه های جایگزین بسیار کوتاه تر است. قیمت انرژی های جایگزین در حال کاهش است، در حالی که قیمت انرژی های سنتی به طور مداوم در حال رشد است.

اجتماعی: اندازه و تراکم جمعیت به طور مداوم در حال افزایش است. در عین حال، یافتن مناطقی برای ساخت نیروگاه های هسته ای و نیروگاه های دولتی منطقه ای که در آن تولید انرژی برای محیط زیست سودآور و ایمن باشد، دشوار است. حقایق افزایش سرطان و سایر بیماری‌های جدی در مناطقی که نیروگاه‌های هسته‌ای، نیروگاه‌های بزرگ منطقه‌ای و شرکت‌های مجتمع سوخت و انرژی قرار دارند، به خوبی شناخته شده است شناخته شده - همه اینها تنش اجتماعی را افزایش می دهد.

با وجود این، انتقال به AES به آرامی در حال انجام است. بسیاری از منابع انرژی در یک منطقه خاص نصب می شوند و کارایی آنها به شرایط، زمان و داده های مطلوب بستگی دارد. یک محصول جدید همیشه بسیار بیشتر از یک محصول شناخته شده هزینه دارد. بنابراین، نصب و راه اندازی بسیار گران است. با این حال، در سراسر جهان در حال حاضر یافتن توربین های بادی یا پانل های خورشیدی در پشت بام یک ساختمان مسکونی بسیار رایج است، یعنی AES به کاربرد انبوه رسیده است، به این معنی که ساخت و ساز به زودی تعرفه ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. شرکت‌های بزرگ و شرکت‌های کوچکی را که با استخراج مواد معدنی وجود دارند فراموش نکنید: نفت، گاز، زغال‌سنگ، و بعید است که برای حفظ محیط زیست سیاره، استخراج آنها را متوقف کنند. بنابراین، برای اطمینان عمومی، انواع مختلفی از سیستم های تمیز کننده و فیلتر برای تولید "کثیف" خریداری می شود. اما اینها در بیشتر موارد فقط چند شرکت و مقاله در روزنامه ها و اینترنت هستند.

2.1 توسعه منابع انرژی جایگزین

مزیت اصلی AES تولید انرژی بی ضرر است. این بدان معناست که گذار به منابع انرژی تجدیدپذیر می تواند وضعیت انرژی و محیط زیست در جهان را تغییر دهد. انرژی به دست آمده با کمک منابع انرژی تجدیدپذیر رایگان است.

بارزترین معایب پذیرش آهسته این دسته از تولید انرژی عبارتند از: بودجه ناکافی و اختلالات عملیاتی. این به این دلیل است که اجرا و تولید آنها هنوز یک فرآیند بسیار پرهزینه است. جدید بودن و عدم آگاهی بسیاری از سازمان ها نیز قابل توجه است. بسیاری از تولیدکنندگان، نیروگاه‌هایی را ترجیح می‌دهند که برای سلامتی و محیط زیست مضر و خطرناک هستند، به دلیل قابلیت اطمینان و آمادگی کامل برای بهره‌برداری کامل، به جای سیستم‌های تولید انرژی گران قیمت و «فرهنگ» مبتنی بر منابع تجدیدپذیر.

قطع برق یک نقطه ضعف قابل توجه است. به عنوان مثال، تولید انرژی خورشیدی تنها در طول روز امکان پذیر است. بنابراین، اغلب در کنار منابع انرژی جایگزین، همان صنایع مضر برای جبران منابع انرژی نصب می‌شوند. در این حالت، انرژی اضافی به دست آمده در باتری ها ذخیره می شود.

AES در مرحله توسعه و پیاده سازی قابل توجه است. بسیاری از کشورها قبلاً به آنها روی آورده اند و در حال تولید انرژی در مقادیر بسیار زیاد هستند. بسیاری از ایالت ها، به دلیل موقعیت سرزمینی خود، به طور فعال از AES استفاده می کنند.

مجموع ظرفیت نصب شده توربین های بادی در چین در سال 2014، 114763 مگاوات بوده است. چه چیزی باعث شد که دولت اینقدر فعالانه انرژی بادی را توسعه دهد؟ چین پیشرو در انتشار CO2 است. بر اساس برنامه دولت، تا سال 2020، نیروگاه های بادی عظیم با توان تولید 120 گیگاوات در 7 منطقه کشور ساخته می شود.

انرژی جایگزین به طور فعال در ایالات متحده در حال توسعه است. به عنوان مثال، مجموع ظرفیت ژنراتورهای بادی آمریکایی در ایالات متحده در سال 2014، 65879 مگاوات بوده است. ایالات متحده یک رهبر جهانی در توسعه انرژی زمین گرمایی است - جهتی که از اختلاف دمای بین هسته زمین و پوسته آن برای تولید انرژی استفاده می کند. یکی از روش های استفاده از منابع گرمایی زمین گرمایی EGS (سیستم های پیشرفته زمین گرمایی) است که وزارت انرژی ایالات متحده در حال سرمایه گذاری در آن است. آنها همچنین توسط مراکز تحقیقاتی و شرکت های سرمایه گذاری خطرپذیر (به ویژه گوگل) پشتیبانی می شوند، اما تاکنون UGS از نظر تجاری غیررقابتی باقی مانده است.

شما همچنین می توانید کشورهایی مانند آلمان، ژاپن، هند و دیگران را بر اساس نفوذ عظیم AES برجسته کنید.

3. نیروگاه با رعد و برق

یکی از اولین شرکت هایی که از انرژی ابرهای رعد و برق استفاده کرد، شرکت آمریکایی Alternative Energy Holdings بود. او راهی برای استفاده از انرژی رایگان با جمع آوری و بازیافت آن، که از تخلیه الکتریکی ابرهای رعد و برق ناشی می شود، پیشنهاد کرد. این تاسیسات آزمایشی در سال 2007 راه اندازی شد و "صاعقه جمع کننده" نام داشت. تحولات و تحقیقات در مورد پدیده های رعد و برق حاوی انباشته های عظیم انرژی است که یک شرکت آمریکایی پیشنهاد کرده است از آن به عنوان منبع برق استفاده کند.

3.1 نیروگاه برق صاعقه

نیروگاه رعد و برق در اصل یک نیروگاه کلاسیک است که انرژی صاعقه را به الکتریسیته تبدیل می کند. در حال حاضر، انرژی صاعقه به طور فعال در حال تحقیق است و شاید در آینده نزدیک نیروگاه های برق صاعقه در مقادیر زیادی در کنار سایر نیروگاه های مبتنی بر انرژی پاک ظاهر شوند.

3.1.1 صاعقه به عنوان منبع موج های صاعقه

رعد و برق تخلیه های الکتریکی هستند که به مقدار زیاد در ابرها جمع می شوند. به دلیل جریان هوا در ابرهای رعد و برق، بارهای مثبت و منفی جمع شده و از هم جدا می شوند، اگرچه سؤالات مربوط به این موضوع هنوز در حال تحقیق است.

یکی از فرضیات رایج در مورد تشکیل بارهای الکتریکی در ابرها به این دلیل است که این فرآیند فیزیکی در یک میدان الکتریکی ثابت زمین رخ می دهد که توسط M.V.

برنج. 3.1. نمودار بصری توسعه رعد و برق

سیاره ما همیشه دارای بار منفی است و شدت میدان الکتریکی در نزدیکی سطح زمین حدود 100 ولت بر متر است. توسط بارهای زمین تعیین می شود و بستگی کمی به زمان سال و روز دارد و تقریباً برای هر نقطه از سطح زمین یکسان است. هوای اطراف زمین دارای بارهای آزاد است که در جهت میدان الکتریکی زمین حرکت می کنند. هر سانتی متر مکعب هوا در نزدیکی سطح زمین حاوی حدود 600 جفت ذره با بار مثبت و منفی است. با فاصله گرفتن از سطح زمین، چگالی ذرات باردار در هوا افزایش می یابد. رسانایی هوا در نزدیکی زمین کم است اما در فاصله 80 کیلومتری از سطح زمین 3 میلیارد برابر می شود و به رسانایی آب شیرین می رسد.

بنابراین، زمین با جو اطراف را می توان در خواص الکتریکی به عنوان یک خازن کروی با ابعاد عظیم نشان داد که صفحات آن زمین و یک لایه رسانا از هوا است که در فاصله 80 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد. لایه عایق بین این صفحات یک لایه هوای کم رسانای الکتریسیته به ضخامت 80 کیلومتر است. ولتاژ بین صفحات چنین خازن حدود 200 کیلو ولت است و جریان عبوری تحت تأثیر این ولتاژ 1.4 کیلو آمپر است. قدرت خازن حدود 300 مگاوات است. در میدان الکتریکی این خازن ابرهای رعد و برق تشکیل شده و پدیده های رعد و برق در محدوده 1 تا 8 کیلومتری سطح زمین رخ می دهد.

رعد و برق به عنوان حامل بارهای الکتریکی، نزدیکترین منبع به الکتریسیته در مقایسه با سایر AESها است. باری که در ابرها انباشته می شود دارای پتانسیل چندین میلیون ولت نسبت به سطح زمین است. جهت جریان صاعقه می تواند یا از زمین به ابر، با بار منفی ابر (در 90٪ موارد)، یا از ابر به زمین (در 10٪ موارد) باشد. مدت زمان تخلیه رعد و برق به طور متوسط ​​0.2 ثانیه است، به ندرت تا 1...1.5 ثانیه، مدت زمان لبه جلویی پالس از 3 تا 20 میکرو ثانیه است، جریان چندین هزار آمپر، تا 100 کیلو آمپر است. دما در کانال به 20000 درجه سانتیگراد می رسد، میدان مغناطیسی قدرتمند و امواج رادیویی ظاهر می شود. رعد و برق همچنین می تواند در طول طوفان های گرد و غبار، کولاک و فوران های آتشفشانی ایجاد شود.

نیروگاه رعد و برق انرژی جایگزین

3.1.2 اصل عملیات نیروگاه برق صاعقه

بر اساس فرآیند مشابه سایر نیروگاه ها: تبدیل انرژی منبع به برق. اساساً رعد و برق دارای همان الکتریسیته است، یعنی چیزی نیاز به تبدیل ندارد. با این حال، پارامترهای فوق در مورد تخلیه رعد و برق "استاندارد" آنقدر زیاد است که اگر این برق وارد شبکه شود، تمام تجهیزات به سادگی در عرض چند ثانیه می سوزند. بنابراین خازن های قدرتمند، ترانسفورماتورها و انواع مبدل ها به سیستم وارد می شوند که این انرژی را با شرایط مورد نیاز استفاده در شبکه ها و تجهیزات الکتریکی تنظیم می کنند.

3.1.3 مزایا و معایب نیروگاه برق صاعقه

مزایای نیروگاه های رعد و برق:

ابرخازن زمین-یونوسفر دائماً با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر - خورشید و عناصر رادیواکتیو پوسته زمین - شارژ می شود.

نیروگاه رعد و برق هیچ گونه آلاینده ای را وارد محیط زیست نمی کند.

تجهیزات ایستگاه های رعد و برق چشمگیر نیست. بالون ها خیلی بلند هستند که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند. برای این کار به یک تلسکوپ یا دوربین دوچشمی نیاز دارید.

نیروگاه رعد و برق قادر است به طور مداوم انرژی تولید کند اگر توپ ها در هوا نگه داشته شوند.

معایب نیروگاه های رعد و برق:

ذخیره برق صاعقه مانند انرژی خورشیدی یا باد دشوار است.

ولتاژ بالا در سیستم های نیروگاه رعد و برق می تواند برای پرسنل عملیاتی خطرناک باشد.

مقدار کل برقی که می توان از جو به دست آورد محدود است.

در بهترین حالت، انرژی رعد و برق تنها می تواند به عنوان یک مکمل جزئی برای سایر منابع انرژی باشد.

بنابراین، انرژی رعد و برق در حال حاضر کاملا غیر قابل اعتماد و آسیب پذیر است. با این حال، این اهمیت آن را به نفع تغییر به AES کاهش نمی دهد. برخی از مناطق سیاره با شرایط مساعد اشباع شده است که می تواند به طور قابل توجهی مطالعه پدیده های رعد و برق را بیشتر کند و برق لازم را از آنها به دست آورد.

3.2 محاسبه نیروگاه صاعقه

محاسبه یک نیروگاه رعد و برق در درجه اول برای تعیین توان خروجی طراحی شده است. از این گذشته، وظیفه هر نیروگاهی به حداکثر رساندن بهره وری انرژی به منظور جبران هزینه های بهره برداری و نصب و همچنین تولید برق است. هر چه مقدار انرژی خروجی بیشتر باشد، درآمد بیشتری به همراه خواهد داشت و تعداد اشیاء بیشتری توسط آن سرو می شود. از آنجایی که اساس انرژی ورودی یک نیروگاه رعد و برق، تخلیه صاعقه است، بنابراین، به دلیل شباهت ترکیب آن با انرژی الکتریکی خروجی، محاسبه توان نیروگاه تقریباً معادل قدرت صاعقه است. شارژ، به استثنای ضررهای داخلی.

توان خروجی یک نیروگاه تحت تأثیر پارامترهایی مانند محل نصب، راندمان تجهیزات است

شکل پالس های جریان صاعقه i(t) با عبارت زیر توصیف می شود:

جایی که من حداکثر جریان است. k - ضریب تصحیح؛ t - زمان؛ - ثابت زمان جلو؛ - ثابت زمان پوسیدگی

پارامترهای موجود در این فرمول در جدول آورده شده است. 3.1. آنها با قوی ترین تخلیه های صاعقه مطابقت دارند که نادر هستند (کمتر از 5٪ موارد). جریان 200 کیلو آمپر در 0.7 ... 1٪ موارد، 20 کیلو آمپر - در 50٪ موارد رخ می دهد.

جدول 3.1. پارامترهای فرمول (3.1).

پارامتر

برای حالت اول، نتیجه شکل پالس به صورت زیر خواهد بود:

بنابراین، شکل رعد و برق به شرح زیر است:

برنج. 3.2. نمودار شکل پالس فعلی

با همه اینها حداکثر اختلاف پتانسیل رعد و برق به 50 میلیون ولت با جریانی تا 100 هزار آمپر می رسد. برای محاسبه انرژی رعد و برق، اجازه دهید ارقامی را به میانگین بیشتر رعد و برق نزدیکتر کنیم، یعنی: ولتاژ 25 میلیون ولت و جریان 10 هزار آمپر.

در هنگام تخلیه رعد و برق، پتانسیل الکتریکی به صفر کاهش می یابد. بنابراین برای تعیین صحیح توان متوسط ​​تخلیه صاعقه باید در محاسبات نیمی از ولتاژ اولیه گرفته شود.

اکنون قدرت تخلیه الکتریکی زیر را داریم:

در جایی که P توان تخلیه صاعقه است، U ولتاژ است. I - قدرت فعلی.

یعنی مطابق (3.2) بدست می آوریم:

این بدان معناست که قدرت تخلیه صاعقه 125 میلیون کیلووات است. با در نظر گرفتن زمان چند هزارم ثانیه، مقدار کل انرژی رعد و برق را تعیین کنید:

Wh = 34.722 کیلووات ساعت،

که در آن t1 تعداد ثانیه ها در یک ساعت است. t2 مدت زمان تخلیه صاعقه است.

بیایید میانگین قیمت انرژی الکتریکی را 4 روبل در هر 1 کیلووات ساعت در نظر بگیریم. سپس هزینه تمام انرژی رعد و برق 138.88 روبل خواهد بود.

در واقع می توان با این محاسبات انرژی را به دست آورد و از آن استفاده کرد، مثلاً برای گرم کردن آب، فقط یک قسمت کوچک. بخش اصلی انرژی رعد و برق در هنگام تخلیه جرقه صرف گرم کردن جو می شود و حتی از نظر تئوری، مصرف کنندگان می توانند از بخش کوچکتری از انرژی صاعقه استفاده کنند.

در روند کار بر روی پروژه دوره، نتیجه گیری در مورد کاهش منابع سیاره و آلودگی جو و سطح زمین در فرآیند پردازش و استخراج آنها انجام شد. علاوه بر این، انواع اصلی جایگزینی تولیدات مضر با محصولات ملایم تر با تولید انرژی از منابع طبیعی پاک مانند آب، جزر و مد، خورشید و غیره در نظر گرفته شده است.

پروژه دوره امکان استفاده از انرژی تخلیه رعد و برق برای تبدیل آنها به برق را بررسی می کند. محاسباتی در مورد مقدار و هزینه تخلیه صاعقه انجام شده است. با این حال، این محاسبات نسبی هستند. به هر حال انرژی رعد و برق صرف فرآیندهای جوی می شود و تنها بخش کوچکی از آن به نیروگاه می رسد.

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

منابع انرژی موجود ذخایر انرژی جهان مشکلات یافتن و اجرای منابع انرژی بی پایان یا تجدید پذیر. انرژی جایگزین انرژی باد، معایب و مزایا. اصل عملکرد و انواع ژنراتورهای بادی.

کار دوره، اضافه شده در 2016/03/07


ویژگی های انرژی های تجدید ناپذیر و مشکلات استفاده از آنها. انتقال از منابع انرژی سنتی به منابع جایگزین نفت و گاز و نقش آنها در اقتصاد هر کشور. پالایش نفت شیمیایی. تولید نفت در اوکراین

چکیده، اضافه شده در 2011/11/27


مشکلات توسعه و وجود انرژی. انواع منابع انرژی جایگزین و توسعه آنها. منابع و روش های استفاده از انرژی زمین گرمایی اصل عملکرد یک نیروگاه زمین گرمایی نمودار کلی شماتیک GeoPP و اجزای آن.

کار دوره، اضافه شده 05/06/2016


منابع انرژی موجود انواع نیروگاه. مشکلات توسعه و وجود انرژی. بررسی منابع انرژی جایگزین طراحی و اصول بهره برداری از نیروگاه های جزر و مدی. محاسبه انرژی تعیین کارایی.

کار دوره، اضافه شده در 2016/04/23


انرژی باد، انرژی خورشیدی و انرژی خورشیدی به عنوان منابع انرژی جایگزین. نفت، زغال سنگ و گاز به عنوان منابع اصلی انرژی. چرخه حیات سوخت زیستی، تأثیر آن بر وضعیت محیط طبیعی تاریخ جایگزین جزیره سامسو.

ارائه، اضافه شده در 2013/09/15


بررسی توسعه انرژی مدرن و مشکلات آن. مشخصات کلی منابع انرژی جایگزین، امکان استفاده از آنها، مزایا و معایب. پیشرفت هایی که در حال حاضر برای تولید انرژی غیر سنتی استفاده می شود.

چکیده، اضافه شده در 2011/03/29


جغرافیای منابع طبیعی جهان. مصرف انرژی یک مسئله پایداری است. آمار مصرف انرژی در جهان انواع منابع انرژی غیر سنتی (جایگزین) و ویژگی های آنها. ذخیره سازی سوخت هسته ای مصرف شده

ارائه، اضافه شده در 2012/11/28


طبقه بندی منابع انرژی جایگزین امکان استفاده از منابع انرژی جایگزین در روسیه. انرژی باد (نیروی باد). انرژی آبی کوچک، انرژی خورشیدی. استفاده از انرژی زیست توده برای مقاصد انرژی.

کار دوره، اضافه شده در 2012/07/30


انواع منابع انرژی تجدید پذیر غیر سنتی، فناوری های توسعه آنها. منابع انرژی تجدیدپذیر در روسیه تا سال 2010. نقش منابع انرژی غیر سنتی و تجدیدپذیر در اصلاح مجتمع برق منطقه Sverdlovsk.

چکیده، اضافه شده در 2010/02/27


تولید برق از انرژی باد، تاریخچه استفاده از آن. نیروگاه های بادی و انواع اصلی آنها استفاده صنعتی و خصوصی از نیروگاه های بادی، مزایا و معایب آنها. استفاده از ژنراتورهای بادی در اوکراین

معمولاً وقتی مردم در مورد انرژی جایگزین صحبت می کنند، به طور سنتی منظورشان تأسیساتی برای تولید انرژی الکتریکی از منابع تجدیدپذیر - نور خورشید و باد است. با همه اینها، آمارها از ایجاد برق در نیروگاه های برق آبی، ایستگاه هایی که از نیروی جزر و مد دریا و اقیانوس استفاده می کنند و نیروگاه های زمین گرمایی را حذف می کند. اگرچه، این منابع انرژی نیز تجدیدپذیر در نظر گرفته می شوند. اما آنها کلاسیک هستند و سال هاست که در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

یک منبع جایگزین انرژی به عنوان یک منبع تجدید پذیر در نظر گرفته می شود که جایگزین منابع انرژی کلاسیکی می شود که بر روی نفت، گاز طبیعی استخراج شده و زغال سنگ کار می کنند، که هنگام سوزاندن، دی اکسید کربن را در اتمسفر آزاد می کنند که به افزایش اثر گلخانه ای و جهانی کمک می کند. گرم شدن
دلیل اصلی جستجو برای منابع انرژی جایگزین، نیاز به به دست آوردن آن از انرژی منابع و پدیده های طبیعی تجدید پذیر یا عملاً پایان ناپذیر است. از جمله می توان دوستی محیط زیست و کارایی را در نظر گرفت.

منابع اصلی انرژی برای این نوع سیستم ها انرژی خورشید، باد و وضعیت طبیعی خاک روی سطح زمین (برای پمپ های حرارتی زمینی) در نظر گرفته می شود. با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، ما به طور قابل توجهی بر محیط زیست و بحران انرژی روی زمین تأثیر می گذاریم، همچنین از انواع متعارف انرژی، صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها و اعتماد به آینده برخوردار می شویم.

صنایع انرژی جایگزین

انرژی خورشیدی

نیروگاه های خورشیدی یکی از رایج ترین نیروگاه های روی کره زمین هستند که در بیش از 80 کشور در سراسر جهان کار می کنند و از یک منبع تمام نشدنی انرژی - نور خورشید - استفاده می کنند.
در طول تولید برق و در صورت لزوم گرما برای گرم کردن محل زندگی و تامین آب گرم عملاً هیچ آسیبی به محیط زیست وارد نمی کنند.

انرژی خورشیدی بسیار به آب و هوا و زمان روز بستگی دارد: در یک روز ابری و، به ویژه، در شب، امکان تامین برق وجود نخواهد داشت. شما باید باتری های قابل شارژ تهیه کنید، که هزینه نصب پنل های خورشیدی را افزایش می دهد، به عنوان مثال، در ویلا، و هرکسی که شرایط نامطلوب برای محیط زیست ایجاد می کند به دلیل نیاز به دور انداختن همان باتری های مستعمل.
علاوه بر فتوسل‌ها و باتری‌های نوری، کلکتورهای خورشیدی و آبگرمکن‌های خورشیدی هم برای گرم کردن آب برای گرم کردن و هم برای تولید برق کاربرد زیادی دارند.
آلمان، ژاپن و اسپانیا در محبوبیت انرژی خورشیدی به عنوان محبوب ترین ها در نظر گرفته می شوند. واضح است که قدرت های جنوبی در اینجا برتری دارند، جایی که خورشید عملاً هم در زمستان و هم در تابستان گرم می تابد.

نیروی باد

انرژی باد به عنوان یک نوع انرژی تجدید پذیر طبقه بندی می شود زیرا نتیجه فعالیت خورشید در نظر گرفته می شود. انرژی بادی به عنوان یک صنعت پررونق در نظر گرفته می شود. تا ابتدای سال 2014، ظرفیت کل توربین های بادی تقریباً 320 گیگاوات بود!
پنج کشور برتر در تولید برق جهانی از باد عبارتند از: چین، ایالات متحده آمریکا، آلمان، دانمارک و پرتغال.
در اینجا، دوباره، تقریبا همه چیز به شرایط آب و هوایی بستگی دارد: در برخی کشورها باد حتی برای یک لحظه فروکش نمی کند، در برخی دیگر، برعکس، بیشتر اوقات آرام است.

انرژی باد هم مزایا و هم معایب قابل توجهی دارد. در مقایسه با پنل های خورشیدی، توربین های بادی ارزان هستند و به زمان روز بستگی ندارند، به همین دلیل است که اغلب در مناطق حومه شهر یافت می شوند. ژنراتورهای بادی تنها یک نقطه ضعف قابل توجه دارند - آنها کاملاً پر سر و صدا هستند. نصب چنین تجهیزاتی باید نه تنها با بستگان، بلکه با ساکنان خانه های مجاور نیز هماهنگ شود.

انرژی زمین گرمایی

در مناطقی با فعالیت آتشفشانی، جایی که آب های زیرزمینی می توانند بالاتر از نقطه جوش گرم شوند، ساخت نیروگاه های حرارتی زمین گرمایی (GeoTES) بهینه است.
هم برای گرم کردن آب برای گرمایش و هم برای تولید برق استفاده می شود. نیروگاه های زمین گرمایی بیشتر برق را در آمریکای مرکزی، فیلیپین و ایسلند تولید می کنند. ایسلند، در میان چیزهای دیگر، نمونه ای از قدرتی است که در آن از آب های حرارتی به طور گسترده برای گرمایش استفاده می شود.

مزیت بزرگ انرژی زمین گرمایی پایان ناپذیری مجازی و استقلال مطلق آن از شرایط محیطی، زمان روز و سال است.
برای استفاده از گرمای اعماق زمین، احتمالات اساسی زیر وجود دارد. آب یا مخلوطی از آب و بخار، بسته به دمای آنها، می تواند برای تامین آب گرم و گرمایش، برای تولید برق و یا برای همه این موارد به طور همزمان استفاده شود. برای تولید برق و تامین گرما، استفاده از گرمای با دمای بالا منطقه پری ولکانیکی و سنگ های خشک مطلوب است. طراحی ایستگاه بستگی به این دارد که از چه منبع انرژی زمین گرمایی استفاده شود.
مشکل اصلی که هنگام استفاده از آب های حرارتی زیرزمینی به وجود می آید، نیاز به چرخه مکرر تامین (تزریق) آب (به طور سنتی فاضلاب) به سفره زیرزمینی است. آب های حرارتی حاوی املاح بسیاری از فلزات سمی مختلف (به عنوان مثال بور، سرب، روی، کادمیوم، آرسنیک) و ترکیبات شیمیایی (آمونیاک، هیدروکسی بنزن ها) هستند که مانع از تخلیه این آب ها به سیستم های آبی طبیعی واقع در سطح می شود.

برق آبی جایگزین

استفاده غیر استاندارد از منابع آبی سیاره برای تولید انرژی شامل سه نوع نیروگاه است: موج، جزر و مد و آبشار. در عین حال، اولین ها امیدوارکننده ترین در نظر گرفته می شوند: میانگین قدرت موج اقیانوس های جهان 15 کیلووات بر متر تخمین زده می شود و با ارتفاع موج بالای دو متر، اوج قدرت می تواند به 80 کیلووات بر متر برسد. .
ویژگی اصلی نیروگاه های موجی دشواری تبدیل حرکت امواج "بالا و پایین" به چرخش دیسک ژنراتور است، اما پیشرفت های مدرن به تدریج راه حل هایی برای این مشکل پیدا می کنند.

نیروگاه های جزر و مدی به طور قابل توجهی قدرت کمتری نسبت به نیروگاه های موجی دارند، اما ساخت آنها در منطقه ساحلی دریاها بسیار آسان تر و راحت تر است. نیروهای گرانشی ماه و خورشید دو بار در روز سطح آب دریا را جایگزین می کنند (تفاوت می تواند به 2 ده متر برسد) که استفاده از انرژی جزر و مد برای تولید برق را ممکن می کند.

سوخت زیستی

سوخت زیستی سوختی است که از مواد خام گیاهی یا حیوانی، مواد زائد موجودات زنده یا پسماندهای صنعتی ارگانیک تهیه می شود. سوخت های زیستی مایع (برای موتورهای احتراق داخلی، به عنوان مثال، اتانول، متانول، بیودیزل)، سوخت های زیستی جامد (هیزم، بریکت، گلوله های سوخت، تراشه های چوب، چمن، پوسته) و گازی (گاز سنتز شده، بیوگاز، هیدروژن) وجود دارد.
سوخت‌های زیستی مایع، جامد و گازی می‌توانند نه تنها جایگزینی برای منابع معمولی برق، بلکه برای سوخت نیز شوند. برخلاف نفت و گاز طبیعی که ذخایر آنها قابل احیا نیست، سوخت های زیستی را می توان در شرایط مصنوعی تولید کرد.

چشم انداز سوخت های زیستی مایع و گازی است: بیودیزل، بیواتانول، بیوگاز و گاز سنتز. همه آنها بر اساس گیاهان غنی از قند یا چربی تولید می شوند: نیشکر شیرین، ذرت و حتی فیتوپلانکتون های دریایی. گزینه دوم دارای امکانات بی پایانی است: رشد گیاهان آبزی در شرایط مصنوعی موضوع پیچیده ای نیست.

انرژی رعد و برق

رعد و برق به عنوان یک منبع انرژی بسیار غیر قابل اعتماد در نظر گرفته می شود، زیرا نمی توان از قبل پیش بینی کرد که یک طوفان رعد و برق در کجا و به چه زودی رخ می دهد.
مشکل دیگر انرژی رعد و برق این است که تخلیه صاعقه کسری از ثانیه طول می کشد و در نتیجه انرژی آن باید به سرعت ذخیره شود. برای رسیدن به نتیجه مطلوب، خازن های عظیم و گران قیمت مورد نیاز است. از جمله می توان از سیستم های نوسانی مختلف با مدارهای خانواده دوم و سوم استفاده کرد که در آن امکان تطبیق بار با مقاومت داخلی ژنراتور وجود دارد.

رعد و برق یک فرآیند پیچیده الکتریکی در نظر گرفته می شود و به چند نوع تقسیم می شود: منفی - تجمع در قسمت پایین ابر و مثبت - تجمع در قسمت بالایی ابر. این نیز باید در هنگام توسعه گیرنده های رعد و برق در نظر گرفته شود.
به گفته دانشمندان، یک طوفان تندری قدرتمند تقریباً به اندازه مصرف متوسط ​​جمعیت ایالات متحده در 20 دقیقه انرژی آزاد می کند.

انرژی هیدروژن

نوعی انرژی جایگزین مبتنی بر استفاده از هیدروژن به عنوان وسیله ای برای انباشت، انتقال و مصرف انرژی توسط مردم، زیرساخت های حمل و نقل جاده ای و مناطق مختلف تولید. هیدروژن به دلیلی انتخاب شد و چون رایج ترین عنصر در سطح زمین و در فضا است، گرمای احتراق هیدروژن بیشتر است و محصول احتراق در اکسیژن آب است (که دوباره وارد گردش انرژی هیدروژن).

امروزه تولید هیدروژن به انرژی بیشتری نیاز دارد که با استفاده از آن می توان به دست آورد، بنابراین نمی توان آن را منبع انرژی دانست. این تنها وسیله ای برای ذخیره و تحویل انرژی در نظر گرفته می شود.
اما خطر تولید انبوه هیدروژن نیز وجود دارد، اگر هیدروژن از یک سیلندر یا مخازن ذخیره‌سازی دیگر نشت کند که سبک‌تر از هوا باشد، به طور غیرقابل برگشتی از جو زمین خارج می‌شود که با استفاده گسترده از فناوری می‌تواند منجر به از دست دادن جهانی آب اگر هیدروژن با الکترولیز آب تولید شود.

انرژی فضایی

این شامل استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید الکتریسیته از نیروگاه های واقع در مدار زمین یا روی ماه است که الکتریسیته از آن به شکل تشعشعات مایکروویو به زمین منتقل می شود. ممکن است به گرمایش جهانی کمک کند. هنوز اعمال نشده است.

تا سال 2012، انرژی جایگزین (بدون احتساب نیروگاه های آبی) 5.1 درصد از کل انرژی مصرف شده توسط بشر را به خود اختصاص داده است.

اختراع
ثبت اختراع فدراسیون روسیه RU2332816

وسیله ای برای ذخیره انرژی الکتریکی رعد و برق

نام مخترع: بلسکین بوریس ایوانوویچ، تروشکین نیکولای سرگیویچ، خلستکوف یوری آلکسیویچ، لئونوف بوریس ایوانوویچ، ماشکوف اولگ آلکسیویچ، ریبکین اوگنی الکساندرویچ، ایشوتین واسیلی الکساندرویچ، نویکوف اوگنی گنادیویچ، بلسکین الکساندر سرکوویچ او
نام صاحب پتنت: بلسکین بوریس ایوانوویچ، تروشکین نیکولای سرگیویچ، خلستکوف یوری آلکسیویچ، لئونوف بوریس ایوانوویچ، ماشکوف اولگ آلکسیویچ
آدرس مکاتبه: 115612، مسکو، خ. Borisovskie Ponds, 22, building 1, apt 120, B.I. بلسکین
تاریخ شروع ثبت اختراع: 17.11.2006

این اختراع مربوط به زمینه ساز سازی است و می توان از آن برای ذخیره انرژی الکتریکی استفاده کرد. نتیجه فنی گسترش عملکرد است. برای رسیدن به این هدف، صاعقه گیر به شکل هادی با کمترین مقاومت در برابر جریان الکتریسیته جوی ساخته می شود. در نزدیکی میله صاعقه عناصری برای جمع آوری انرژی وجود دارد. در این مورد، عنصر برای جمع آوری انرژی شامل یک سیم پیچ القایی، یک عنصر نیمه هادی و یک خازن است که به صورت سری به هم متصل شده اند تا یک مدار الکتریکی واحد را تشکیل دهند. المان سلف و نیمه هادی مقاومت جریانی بیش از 1 اهم ندارند و عنصر جمع آوری انرژی در فاصله 0.1 تا 10 متر از میله صاعقه قرار دارد.

شرح اختراع

این اختراع مربوط به فیزیک است، یعنی به دستگاه های الکتریکی برای استفاده از انرژی الکتریکی رعد و برق و جو به عنوان یک کل. می توان از آن در مناطقی که رعد و برق های مکرر وجود دارد، به عنوان منبع انرژی برای مصارف صنعتی و خانگی استفاده کرد.

دستگاهی برای استفاده از انرژی الکتریکی اتمسفر شناخته شده است که شامل یک صاعقه گیر عمودی نصب شده به وسیله اتصال به زمین و عنصری برای جمع آوری انرژی است (گواهی حق چاپ اتحاد جماهیر شوروی شماره 781، کلاس H05F 7/00، 1925). از این دستگاه می توان برای ذخیره انرژی الکتریکی استفاده کرد.

با این حال، دستگاه شناخته شده اجازه استفاده از انرژی الکتریکی حاصل از رعد و برق را نمی دهد، زیرا برای برخورد صاعقه سازگار نیست و انرژی آزاد شده در هنگام برخورد صاعقه منجر به تخریب آن می شود. در عین حال، برای انباشت انرژی الکتریکی در جو، پارامترهای مقاومت فعلی آن بسیار بالا است.

	هدف از اختراع حاضر ارائه یک منبع انرژی کم هزینه در مناطقی است که در آن رعد و برق اغلب رخ می دهد. نتیجه فنی اختراع ایجاد دستگاهی است که امکان انباشته شدن انرژی الکتریکی آزاد شده در میله صاعقه را در هنگام برخورد صاعقه به آن و همچنین استخراج مازاد آن از اتمسفر بین صاعقه فراهم می کند. راه حل این مشکل با این واقعیت حاصل می شود که در دستگاه شناخته شده برای ذخیره انرژی، شامل یک صاعقه گیر نصب شده به صورت عمودی متصل به یک وسیله زمینی و عنصری برای جمع آوری انرژی، میله صاعقه به شکل یک هادی ساخته شده است. کمترین مقاومت در برابر جریان الکتریسیته اتمسفر که در نزدیکی آن یک یا چند عنصر برای حذف انرژی وجود دارد. علاوه بر این، عنصر جمع‌آوری انرژی ممکن است شامل یک سیم‌پیچ القایی، یک عنصر نیمه‌رسانا و یک ظرفیت خازنی باشد که به صورت سری متصل شده و یک مدار الکتریکی واحد را تشکیل می‌دهد، که در آن سیم‌پیچ القایی و عنصر نیمه‌رسانا کمترین مقاومت جریان را دارند که بیشتر از آن نیست. 1 اهم، و عنصر جمع آوری انرژی در فاصله 0.1 تا 10 متر از میله صاعقه قرار دارد. در حالتی دیگر، عنصر جمع‌آوری انرژی دارای یک سیم‌پیچ القایی، یک عنصر نیمه‌رسانا و یک خازن است که به‌صورت سری به هم متصل شده و یک مدار الکتریکی واحد را تشکیل می‌دهند، سیم‌پیچ القایی به صورت متعامد بر روی هر صفحه‌ای که از محور صاعقه‌گیر عبور می‌کند قرار می‌گیرد و به شکل یک حلقوی ساخته شده است که محور تقارن آن با محور صاعقه گیر منطبق است، در این حالت، سلف و عنصر نیمه هادی کمترین مقاومت جریان را دارند که بیش از 1 اهم نیست. وسیله اتصال زمین در دستگاه ذخیره انرژی پیشنهادی را می توان به صورت یک ظرف باز یا بسته پر از الکترولیت و میله صاعقه را می توان به عنوان مثال به شکل یک میله رسانا ساخت. شکل 1 نمودار الکتریکی یک وسیله برای ذخیره انرژی صاعقه را با یک سلف واقع در نزدیکی میله صاعقه که به شکل میله رسانا ساخته شده است نشان می دهد. شکل 2 نمودار الکتریکی دستگاه ذخیره انرژی صاعقه را با یک سلف ساخته شده به شکل حلقوی نشان می دهد که محور تقارن آن با محور صاعقه گیر منطبق است. شکل 3 دستگاهی را برای ذخیره انرژی رعد و برق با وسیله زمینی نشان می دهد که به شکل یک ظرف باز پر از الکترولیت، به عنوان مثال آب، ساخته شده است. دستگاه ذخیره انرژی شامل یک میله صاعقه 1 است، به عنوان مثال، یک میله حامل جریان به صورت عمودی که به وسیله اتصال به زمین 2 متصل است، و یک عنصر 3 برای حذف انرژی. صاعقه گیر 1 به شکل هادی ساخته شده است که در طول آن یک یا چند عنصر 3 برای جمع آوری انرژی قرار گرفته اند که هر کدام دارای مثلاً یک سلف 4، یک عنصر نیمه هادی 5 و یک خازن 6 هستند که به صورت سری به یکدیگر متصل شده اند. یک مدار الکتریکی واحد را تشکیل می دهند. ولتاژ انباشته شده روی خازن 6 را می توان برای استفاده بیشتر حذف کرد. سلف 4 در دستگاه پیشنهادی را می توان به صورت متعامد بر روی هر صفحه ای که از محور صاعقه گیر عبور می کند قرار داد و به شکل یک حلقوی ساخته شده است که محور تقارن آن با محور صاعقه گیر منطبق است، در حالی که سیم پیچ سلف و عنصر نیمه هادی کمترین مقاومت جریان را دارند که بیش از 1 اهم نیست (شکل 2 را ببینید). یک دستگاه ذخیره انرژی با وسیله زمینی ساخته شده به شکل یک ظرف 7 (نگاه کنید به شکل 3) پر از یک الکترولیت، به عنوان مثال آب، دارای یک ته است که به شکل یک ورق رسانا 8 متصل به صاعقه گیر 1 ساخته شده است. دستگاه پیشنهادی ممکن است حاوی چندین ردیف از شیر برقی 9 باشد که به صورت هم محور با صاعقه گیر 1 در داخل محفظه 10 قرار گرفته و مجهز به پوشش 11 است. در این حالت محفظه 10 بر روی پایه 11 در خاک 12 نصب می شود.

دستگاهی برای ذخیره انرژی الکتریکی از صاعقه به شرح زیر عمل می کند

هنگامی که صاعقه به یک دستگاه ذخیره انرژی برخورد می کند، جریانی از مرتبه I=(2-5)·105 A از طریق میله عبور می کند قرار داده شده است. در این حالت، EMF (E) ایجاد شده در سلف روی خازن 6 جمع می شود.

بسته به فاصله بین عناصر برای حذف انرژی و میله 1، امکان بدست آوردن EMF (E) با مقادیر مختلف وجود دارد. این EMF خازن 6 را شارژ می کند (شکل 1 را ببینید).
مثلاً از سیمی با قطر (6-10) میلی متر یا طناب رسانا به عنوان صاعقه گیر استفاده می شود.

از نقطه نظر الکتریکی، دستگاه یک ترانسفورماتور جریان است، با تنها تفاوت این است که سیم پیچ ثانویه به یک دستگاه ذخیره سازی انرژی الکتریکی معمولی - یک دیود خازن متصل است. انرژی الکترواستاتیک انباشته شده از مخزن 6 را می توان به مصرف کنندگان مختلف هدایت کرد، از دستگاه های روشنایی گرفته تا موتورهای الکتریکی که چرخ فلایویل ها را می چرخانند و انرژی مکانیکی را جمع می کنند که سودمندتر از انرژی الکترواستاتیک است.

مثال 1.
یک دستگاه ذخیره انرژی با یک سیم پیچ القایی 3 که در فاصله یک تا ده متری از میله 1 قرار دارد و به صورت متعامد به هر صفحه ای که از میله عبور می کند جهت گیری می کند (شکل 1 را ببینید).

مثال 2.
وسیله ای برای ذخیره انرژی با یک سلف 3 ساخته شده به شکل حلقوی، که محور تقارن آن با میله 1 منطبق است (شکل 2 را ببینید).

مقدار EMF E را که روی یک شیر برقی با قطر d=100 میلی متر و تعداد چرخش n=10 3 و فاصله از کاهش R=10 m رخ می دهد، تعیین می کنیم.

که در آن 0 نفوذپذیری مغناطیسی فضای خالی است، برابر با 4π · 10 7 "S سطح مقطع شیر برقی است، n تعداد چرخش ها است.

سلونوئید در امتداد خط H قرار دارد و تغییر در قدرت میدان مغناطیسی به صورت پالسی در طول زمان τ و هنگامی که بار از طریق میله جریان می یابد، رخ می دهد.

در این حالت ΔΝ/Δt طبق قانون بیوت-ساوارت-لاپلاس از رابطه تعیین می شود.

ΔΝ/Δt=I/(2π ·R·τ)، که در آن I مقدار جریانی است که در طول صاعقه از میله عبور می کند.

بنابراین، با فرض τ=5·10 -3

با چیدمان بسیاری از شیر برقی در چندین ردیف در یک دایره، می توانید تعداد زیادی منبع جریان مستقیم را دریافت کنید که می توان از آنها برای شارژ باتری های کوچک یا یک باتری بزرگ استفاده کرد.

مثال 3.
هنگام استفاده از دستگاه پیشنهادی (شکل 3) برای تصفیه آب، بخار ناشی از گرمایش ورق رسانا 8 با هر روش شناخته شده متراکم می شود.

علاوه بر این، بخار تولید شده می تواند برای به حرکت درآوردن مکانیسم های بخار که از انرژی بخار استفاده می کنند استفاده شود.

بنابراین، با کمک دستگاه ذخیره انرژی پیشنهادی، می توان بخش قابل توجهی از انرژی صاعقه را در وسایل زمینی به کار برد و آن را به صورت یک پوسته بسته با استحکام مناسب که مجهز به دریچه های کاهنده فشار است، تولید کرد. آب تمیز یا موتورهای بخار پالسی. پیستون چنین موتوری با فنر برگشتی می تواند چندین بار نوسان کند و هنگامی که به آهنربای دائمی که در داخل شیر برقی قرار می گیرد متصل شود، می تواند به عنوان روتور یک مولد جریان خطی عمل کند. در این حالت در دستگاه ذخیره انرژی می توان المنت جمع آوری انرژی را در فاصله یک تا ده متری از میله 1 قرار داد.

اثربخشی فنی اختراع در این واقعیت نهفته است که به لطف استفاده از دستگاه پیشنهادی در مکان هایی که به طور مکرر رعد و برق رخ می دهد، می توان از بخشی از انرژی رعد و برق استفاده کرد. انرژی الکتریسیته اتمسفر که با استفاده از دستگاه پیشنهادی در هنگام تخلیه رعد و برق ذخیره می شود، می تواند به هر نوع انرژی دیگری تبدیل شود، به عنوان مثال:

برای تولید آب تمیز با تبخیر و تراکم بخار در یک مخزن ذخیره سازی؛

برای چرخش فلایویل های جرم بزرگ؛

برای انباشت انرژی مکانیکی

دستگاه پیشنهادی هم در ساخت و هم در عملیات ساده است. این می تواند به طور موثر در مناطقی که رعد و برق یک پدیده جوی بسیار رایج است استفاده شود.

فرمول اختراع

1. وسیله ای برای ذخیره انرژی الکتریکی حاصل از صاعقه که شامل یک صاعقه گیر عمودی متصل به وسیله اتصال به زمین و عنصری برای جمع آوری انرژی الکتریکی است که مشخصه آن این است که صاعقه گیر به شکل رسانایی با کمترین مقاومت در برابر صاعقه ساخته شده است. جریان الکتریسیته اتمسفر، که در نزدیکی آن یک یا چند عنصر برای جمع آوری انرژی الکتریکی، که در آن عنصر برای جمع آوری انرژی الکتریکی شامل یک سیم پیچ القایی، یک عنصر نیمه هادی و یک خازن است که به صورت سری متصل شده اند تا یک مدار الکتریکی واحد را تشکیل دهند، و سیم پیچ القایی و عنصر نیمه هادی دارای مقاومت جریانی بیش از 1 اهم نیست و عنصر جمع آوری انرژی در فاصله 0.1 تا 10 متر از میله صاعقه قرار دارد.

2. وسیله ای برای ذخیره انرژی برق صاعقه طبق ادعای 1 که مشخصه آن این است که سلف به صورت متعامد بر روی هر صفحه ای که از محور صاعقه گیر عبور می کند قرار می گیرد و به صورت حلقوی ساخته می شود که محور تقارن آن است. منطبق با محور صاعقه گیر است که در آن سلف و عنصر نیمه هادی مقاومت جریانی بیش از 1 اهم ندارند.

3. وسیله ای برای ذخیره انرژی صاعقه الکتریکی طبق ادعای 1 که مشخصه آن این است که وسیله اتصال زمین به شکل یک ظرف باز یا بسته پر از الکترولیت ساخته شده است.

4. وسیله ای برای ذخیره انرژی الکتریکی حاصل از صاعقه طبق ادعای 1 که مشخصه آن این است که صاعقه گیر به شکل میله ساخته شده است.

برق های عظیم انرژی طبیعی - رعد و برق - مدت هاست توجه مردم را به خود جلب کرده است. پس از مشخص شدن ماهیت الکتریکی رعد و برق، مردم شروع به مطالعه دقیق این پدیده کردند. طبیعتاً مسئله استفاده عملی از انرژی رعد و برق مورد توجه قرار گرفت. برای انجام این کار، اول از همه، لازم است ذخیره انرژی رعد و برق تعیین شود.

حداکثر اختلاف پتانسیل رعد و برق به 50 میلیون ولت و جریان به 100 هزار آمپر می رسد. برای محاسبه انرژی رعد و برق، اجازه دهید ارقامی را به میانگین بیشتر صاعقه ها نزدیکتر کنیم، یعنی: ولتاژ 20 میلیون ولت و جریان 20 هزار آمپر.

در هنگام تخلیه رعد و برق، پتانسیل الکتریکی به صفر کاهش می یابد. بنابراین برای تعیین صحیح توان متوسط ​​تخلیه صاعقه باید در محاسبات نیمی از ولتاژ اولیه گرفته شود.

سپس قدرت تخلیه الکتریکی را داریم:

به نظر می رسد که قدرت تخلیه صاعقه 200 میلیون کیلووات است. مدت زمان رعد و برق حدود یک هزارم ثانیه است و در هر ساعت 3600 ثانیه وجود دارد. از این داده ها، می توانید مقدار کل انرژی را که تخلیه رعد و برق فراهم می کند، تعیین کنید.

با قیمت انرژی الکتریکی 3 روبل در هر 1 کیلووات ساعت، هزینه انرژی، مشروط بر اینکه تمام انرژی رعد و برق به طور کامل استفاده شود، 166.67 روبل خواهد بود.

در بیشتر مناطق روسیه، فراوانی رعد و برق بین 2 تا 4 بار در سال در هر کیلومتر مربع، در مناطق کوهستانی تا 10 صاعقه است. از بین همه انواع رعد و برق، ما فقط به تخلیه بین زمین و ابرهای باردار الکتریکی به عنوان منبع انرژی علاقه مندیم. برای پوشش یک کیلومتر مربع به تعداد زیادی صاعقه گیر نیاز دارید. از نظر فنی می توان بخش کوچکی از برق حاصل از صاعقه را در خازن های ولتاژ بالا جمع آوری کرد. همچنین به مبدل هایی با عملکرد تثبیت ولتاژ نیاز خواهید داشت. اما، همانطور که محاسبه ظرفیت انرژی خازن ها نشان می دهد، برای ذخیره حتی مقدار کمی انرژی الکتریکی، به خازن هایی با ظرفیت و اندازه عظیم نیاز است. هزینه چنین تجهیزاتی بسیار گرانتر از هزینه انرژی الکتریکی دریافتی خواهد بود، حتی با تجدید منظم، به عنوان مثال، سالانه مجدد انرژی با تخلیه رعد و برق.

محاسبات مشابهی از انرژی رعد و برق در ادبیات فنی ارائه شده است. در واقع، تنها بخش کوچکی از این انرژی را می توان به دست آورد و مثلاً برای گرم کردن آب استفاده کرد. بخش اصلی انرژی رعد و برق در هنگام تخلیه جرقه صرف گرم کردن جو می شود و حتی از نظر تئوری، مصرف کنندگان می توانند از بخش کوچکتری از انرژی صاعقه استفاده کنند.

به عنوان مثال، بیایید محاسبه کنیم که چه مقدار انرژی برای گرم کردن مصرف می شود، مثلاً وسیله ای مانند صاعقه گیر. مقاومت الکتریکی شکاف هوا، صاعقه گیر و زمین که صاعقه با مشخصه های تخلیه متوسط ​​بر آن غلبه می کند، خواهد بود:

R = U/I = 20,000,000 V: 20,000 A = 1000 اهم

محاسبه مقاومت هادی میله صاعقه را می توان با استفاده از یک روش شناخته شده انجام داد، در صورتی که ماده، مقاومت آن، طول و ضخامت سیم مشخص باشد. اما برای مثال ما مقاومت هادی را برابر با یک اهم و مقاومت زمین را 4 اهم در نظر می گیریم.

اگر مقاومت یک صاعقه گیر هزار برابر کمتر از مقاومت کل صاعقه باشد، طبق قانون اهم برای بخشی از مدار، افت ولتاژ در قسمتی از مدار (صاعقه گیر) نسبت مستقیمی با مقاومت دارد. . به این معنی که توانی که به صورت گرما بر روی صاعقه گیر آزاد می شود هزار برابر کمتر از کل توان یا مقدار انرژی آزاد شده بر روی میله صاعقه خواهد بود. در مثال ما، این مقدار انرژی برابر با 55.556 Wh خواهد بود که بسیار ناچیز است. با دانستن ظرفیت گرمایی مواد صاعقه گیر و جرم آن، می توانید تعیین کنید که دمای میله صاعقه چند درجه افزایش می یابد.

برای افزایش توان مصرف کننده باید مقاومت الکتریکی مصرف کننده را افزایش داد. بهترین گزینه برای منبع و مصرف کننده انرژی الکتریکی، تطبیق مقاومت زمانی است که این مقاومت ها برابر باشند. باید در نظر داشت که با افزایش مقاومت کل مدار حامل جریان، مقدار جریان کاهش می یابد، اما اختلاف پتانسیل ثابت می ماند. این منجر به کاهش کل انرژی رعد و برق می شود و احتمال کمی تخلیه رعد و برق را کاهش می دهد.