매년 지구상에는 약 14억 번의 번개가 치는 것으로 추정됩니다. 번개가 방출하는 엄청난 에너지는 나무를 쓰러뜨리고 심지어 건물을 파괴할 수도 있는데 왜 인간은 번개의 에너지를 수집하지 않습니까? 전원 공급 장치가 낭비되는 것을 지켜보시겠습니까?

이 질문에 답하기 전에 먼저 번개의 에너지는 얼마나 되는지에 대한 두 가지 질문을 명확히 해야 합니다. 인간이 수집할 필요가 없습니다. 둘째, 인류의 현재 기술 수준이 번개 수집 요구 사항을 충족할 수 있습니까?

이 질문에 대해 인터넷에서는 의견이 분분하다. 어떤 사람들은 번개의 에너지가 수백 톤의 석탄을 태울 때 방출되는 에너지와 같다고 생각하기도 한다. 번개의 에너지는 대도시의 에너지와 동일합니다. 이 진술에 따르면 한 달의 전력 소비는 인간이 번개를 수집하는 데 매우 중요합니다. 그러나 이러한 대답은 실제로 매우 터무니없으며, 실제 대답은 실망스러울 수도 있습니다. 사실, 평균적인 번개의 에너지는 수십 킬로와트시의 전기에 불과하며, 이는 한 가족이 약 일주일 동안만 사용할 수 있습니다.

믿을 수 없다면 간단한 계산을 하면 됩니다. 데이터에 따르면 번개의 전류는 약 100,000암페어이고 방전 과정에서 저항은 약 400옴입니다. 전류는 크지만 번개의 지속시간은 수십 마이크로초 정도로 매우 짧다. 계산식에 따르면 번개의 에너지는 약 1억줄로 전기의 30도에 불과하므로 에너지는 약 1억 줄이다. 번개의 크기는 생각보다 훨씬 작을 수 있습니다.

그러나 인간이 감지한 번개 중 가장 큰 길이는 상하이에서 우한까지의 거리에 해당하는 709km에 이른다. 이 번개는 2019년 아르헨티나 북부에서 발생했다. 3월 4일, 하지만 이런 종류의 번개는 한 세기 동안 세계에서 드물었습니다.

대부분의 경우 번개는 '작은' 번개로 간주할 수 있지만, 번개의 에너지는 수십도 정도에 불과하지만 그 에너지는 숫자로 표현하기에는 부족합니다. 매년 전 세계적으로 약 14억 번의 낙뢰가 발생하고 있으며, 총 에너지는 4,000억 킬로와트시 이상에 도달할 수 있으므로 이러한 관점에서 번개 에너지를 수집하는 것은 여전히 ​​의미가 있습니다.

안타깝게도 현재 인간의 수준으로는 턱없이 부족합니다. 기술적으로 번개를 모으는 데는 다음과 같은 어려움이 있습니다. 첫째, 번개는 무작위성과 불확실성으로 가득 차 있습니다. 번개를 잡으려면 "기다려야" 할 수 밖에 없기 때문에 사람들은 방법을 연구하기 시작했습니다. 현재 우리나라는 이 연구에서 작은 돌파구를 마련했습니다. 2019년 7월. 중국 과학자들은 인공위성 데이터를 통해 번개가 발생하기 쉬운 지역을 예측한 후 해당 지역의 금속 와이어를 끌어 번개를 지상으로 유도하는 데 이론적 근거를 제공할 예정이다. 후속 번개 제어.

전기 에너지를 모으는 기술은 돌파하기 어렵다

따라서 번개 발생 문제가 해결된다면 다음 단계는 전기 에너지를 수집하는 것입니다. 전기 에너지를 모으는 것이 가장 큰 기술적인 어려움입니다. 왜냐하면 인간의 에너지 저장 장치는 번개를 따라잡을 수 없기 때문입니다. 현재 인간이 사용하는 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 에너지 저장 장치는 화학 배터리와 커패시터입니다. 화학전지는 주로 배터리 내부의 화학반응을 통해 충전과 방전을 하는 반면, 커패시터는 주로 전하 간의 상호작용을 이용해 전기를 저장하는데, 이는 물리적인 충전과 방전이다. 번개의 에너지는 수십분의 1초 안에 방출되는데, 이는 전력저장장치가 이 10분의 1초 내에 완전히 충전되어야 한다는 것을 의미합니다. 충전 전력은 약 10억 킬로와트에 달합니다. 요구 사항을 충족할 수 없으며 커패시터가 빠르게 충전 및 방전되지만 이러한 큰 충전 전력을 견딜 수 없으며 커패시터의 에너지 밀도는 슈퍼 커패시터의 저장 용량보다 훨씬 작습니다. 일반적으로 에너지가 낮아서 많은 양의 전기 에너지를 저장하기가 어렵습니다.

따라서 현재 인간 기술 수준으로 볼 때, 미래에 새로운 에너지 저장 방법이 등장하지 않는 한 번개의 에너지를 완전히 수집하는 것은 매우 어렵습니다. 용량이 크고 충전 속도도 매우 빨라야 합니다. 그래서 인간은 실제로 번개 에너지를 수집하고 싶어하지만 불행하게도 인간의 현재 기술 수준으로는 충분하지 않습니다.