Desde finales de la década de 1980, ha habido varios intentos de investigar la posibilidad de recolectar la energía del rayo . Un solo rayo transporta una cantidad relativamente grande de energía (aproximadamente 5 gigajulios [1] o aproximadamente la energía almacenada en 38 galones de gasolina). Sin embargo, esta energía se concentra en un lugar pequeño y se transmite durante un período de tiempo extremadamente corto ( microsegundos [2] ); por lo tanto, se trata de una potencia eléctrica extremadamente alta . [3] 5 gigajulios en 10 microsegundos es igual a 500 teravatios . Debido a que los rayos varían en voltaje y corriente, un cálculo más promedio sería de 10 gigavatios.[4] Se ha propuesto que la energía contenida en los rayos se utilice para generar hidrógeno a partir del agua, para aprovechar la energía del calentamiento rápido del agua debido a los rayos, [5] o para utilizar un grupo de pararrayos para aprovechar un impacto, ya sea directamente o convirtiéndolo en calor o energía mecánica, [ cita requerida ] o para usar inductores espaciados lo suficientemente lejos para que una fracción segura de la energía pueda ser capturada. [6]
Descripción general
Una tecnología capaz de recolectar la energía de un rayo necesitaría poder capturar rápidamente la alta potencia involucrada en un rayo. Se han propuesto varios esquemas, pero la energía siempre cambiante involucrada en cada relámpago hace que la recolección de energía del rayo de los pararrayos terrestres no sea práctica: demasiado alta, dañará el almacenamiento, demasiado baja y puede que no funcione. [ cita requerida ] Además, los rayos son esporádicos y, por lo tanto, la energía tendría que ser recolectada y almacenada; Es difícil convertir la energía eléctrica de alto voltaje en energía de bajo voltaje que se puede almacenar. [5]
En el verano de 2007, una compañía de energía alternativa llamada Alternate Energy Holdings, Inc. (AEHI) probó un método para capturar la energía en los rayos. El diseño para el sistema había sido comprado a un Illinois inventor llamado Steve LeRoy, según los informes, había sido capaz de alimentar un 60 vatios bombilla durante 20 minutos usando la energía captada desde un pequeño rayo de luz artificial. El método involucró una torre, un medio para desviar una gran parte de la energía entrante y un capacitor para almacenar el resto. Según Donald Gillispie, director ejecutivo de AEHI, "no pudieron hacer que funcionara", aunque "con suficiente tiempo y dinero, probablemente podrías escalar esto ... no es magia negra; es realmente matemáticas y ciencia, y podría pasar." [7]
Según Martin A. Uman , codirector del Laboratorio de Investigación de Rayos de la Universidad de Florida y una autoridad líder en rayos, [8] "un solo rayo, aunque rápido y brillante, contiene muy poca energía cuando llega a la tierra, y se necesitarían decenas de torres de iluminación como las utilizadas en el sistema probado por AEHI para operar cinco bombillas de 100 vatios durante el curso de un año ". Cuando fue entrevistado por The New York Times , afirmó que "la energía en una tormenta eléctrica es comparable a la de una bomba atómica , pero tratar de cosechar la energía de un rayo del suelo es inútil". [7]
Otro desafío importante al intentar recolectar energía de los rayos es la imposibilidad de predecir cuándo y dónde ocurrirán las tormentas eléctricas . Incluso durante una tormenta, es muy difícil saber dónde caerá exactamente un rayo. [1]
Canales de plasma dirigidos
Para facilitar la recolección de rayos, teóricamente podría usarse un canal de plasma inducido por láser (LIPC) para permitir que los rayos caigan en una ubicación predecible. Se podría usar un láser de alta potencia para formar una columna ionizada de gas, que actuaría como un conducto atmosférico para descargas eléctricas de rayos, que dirigiría los rayos a una estación terrestre para su recolección. [9]
Teramobile, [10] un proyecto internacional iniciado conjuntamente por una colaboración franco-alemana de CNRS (Francia) y DFG (Alemania), ha logrado activar la actividad eléctrica en nubes de tormenta mediante láseres ultracortos . Se necesita una gran cantidad de energía, 5 teravatios, durante la corta duración del pulso. Por el momento, la aplicación de rayos láser canalizados es usar energía para desviar los rayos y prevenir daños en lugar de recolectar la energía del rayo. [11]
Ver también
Referencias
- ^ a b "¿Podrías alimentar una ciudad con un rayo?" . physics.org . Consultado el 1 de septiembre de 2011 .
- ^ Yasuhiro Shiraishi; Takahiro Otsuka (18 de septiembre de 2006). "Medición directa de la corriente del rayo a través de una estructura de aerogenerador". Ingeniería eléctrica en Japón . 157 (4): 42. doi : 10.1002 / eej.20250 .
- ^ "La electrificación de las tormentas", Earle R. Williams, Scientific American, noviembre de 1988, págs. 88–99
- ^ Dvorak, Paul. "Cuánto poder en un relámpago" . Energía eólica . Consultado el 1 de octubre de 2016 .
- ^ a b Knowledge, Dr. (29 de octubre de 2007). "¿Por qué no podemos capturar un rayo y convertirlo en electricidad utilizable?" . El Boston Globe . Consultado el 29 de agosto de 2009 .
- ^ Helman, DS (2011). "Atrapando un rayo de energía alternativa". Energía renovable . 36 (5): 1311-1314. doi : 10.1016 / j.renene.2010.10.027 .
- ^ a b Glassie, John (9 de diciembre de 2007). "Granjas de rayos" . The New York Times . Consultado el 29 de agosto de 2009 .
- ^ Uman recibe medalla Fleming 2001 . www.agu.org
- ^ Control de iluminación de Discovery News https://www.youtube.com/watch?v=eBzxn2LEJoE
- ^ http://www.teramobile.org/teramobile.html
- ^ Jérôme Kasparian; Jean-Pierre Wolf (2010). "Sobre el control de rayos mediante láser" (PDF) . Progreso en la ciencia del láser ultrarrápido intenso . Serie Springer en Física Química. 98 : 109-122. doi : 10.1007 / 978-3-642-03825-9_6 . ISBN 978-3-642-03824-2.