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雷の電気を使おう 

節電の夏、原発事故のため原発は不安だし、火力は海外依存も高くCO2も出す。
雷が鳴るたびに誰もが「雷は電気なのだから利用すればいいのではないか」という思うはず。

実際のところ雷の数億ボルトという大電圧に耐えられる電気機器はないため、そのままでは雷の電気を使うとこはできません。ただ1回の落雷では一般家庭1日分程度の電気しか賄えません。
120721_01.jpg
金沢工業大学の饗庭(あいば)教授は昭和57年に雷で水を温める実験をした。
雷を電気としては扱いづらいなら熱として利用しようという発想。

まず大きい水槽を用意。実験では35リットルの水を温水にしたそうだ。
水槽内に電極を二つ用意する。一つは地面につなげ、もうひとつは誘雷ロケットのワイヤーをつける。
落雷時に誘雷ロケットを打ち上げる。
雷は高いところに落ちやすいため、ロケットに落雷。雷電気はワイヤーを伝って水槽に流れ込み熱エネルギーに変換された分だけ水を温める。実際に何℃の水がどれくらい温度上昇したかは蔵書に記載がなかった。

雷の電気をそのままでは扱いづらいなら熱を利用しようという発想だったが、誘雷ロケットを使ったりすることを考えると手間がかかったのだろうと推測。

饗庭教授もご高齢ではあるが、最近では落雷ではなく雷雲接近時の放電の電気に着目した大気電流発電というのを考案したとニュースにあった。
120721_02.jpg
雷雲が発達すると上下に正電荷(プラスの電気)と負電荷(マイナスの電気)に分かれます。

静電気と同じで負に帯電したところには正電荷が集まります。
雷雲の場合、雲底に巨大は負電荷がありますから地表にはその量に見合う正電荷が集まりはじめます。そしてお互いできるだけ近くに寄ろうとしますので、地表にある正電荷は高いビルや鉄塔、木などの上に溜まります。

空気はわずかに電気を通しているので、高い構造物の先端からわずかに放電することで雷雲との間に電気が流れます。これが船などの場合、マストの上で放電が起こると青白く光るセントエルモの火の現象になります。

雷は空気の間でさえ大電流が流れるくらい電圧が高くなった状態です。
離れた電極の間でも電圧が高くなれば火花を飛ばして電流が流れます。
また電極の間が狭いほど低い電圧で電流が流れます。

高いところは雷雲に近づくため落雷しやすくなるのも上述の理由によります。

さて、高い構造物などの先端から放電しているということは、空気中へ電流が流れているということです。つまり地上から正電荷が空に向って流れている…電流です。

雷と違い電圧は人間が扱えるレベル。饗庭教授は500V以下の電圧で流れる電流だけを「電気二重層キャパシタ」(高性能なコンデンサ≒蓄電装置)に蓄電する方法を考案したのだそうです。

これを実現可能にしたのは電気自動車などの技術革新によるところが大きいですね。

もちろんこのような高い構造物には落雷することもありますが、既にアンテナなどに落雷した場合の避雷技術があるので、それを応用しているのでしょう。

なかなかユニークなアイデアだと思います。

参 考
北國新聞:雷雲から電気エネルギー収集、蓄電 金沢工大・饗庭教授がシステム考案
http://www.hokkoku.co.jp/news/HT20090106401.htm

雷の科学(新コロナシリーズ) 饗庭貢/コロナ社
http://amzn.to/OwNPl0

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