थंडरस्टॉर्म एक वायुमंडलीय घटना है जिसमें 7-15 किमी की ऊंचाई पर स्थित क्यूम्यलस बादलों में कई स्पार्क इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज होते हैं - बिजली, गरज, बारिश, ओलावृष्टि और बढ़ी हुई हवा के साथ। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, बादलों का विद्युतीकरण जलवाष्प और पानी की छोटी बूंदों के मिश्रण के खिलाफ बर्फ के क्रिस्टल के घर्षण के कारण होता है। विद्युत आवेशों का पृथक्करण और विद्युत क्षेत्र का निर्माण केवल तीव्र ऊर्ध्वाधर आरोही और अवरोही धाराओं के साथ होता है।
बिजली के निर्वहन की ऊर्जा का उपयोग करने की एक स्पष्ट समस्या के लिए, आइए हम संक्षेप में गरज के साथ मुख्य आधुनिक विचारों पर ध्यान दें। वर्तमान में, गरज वाले बादलों में पानी की बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल को चार्ज कैसे प्राप्त होता है, इस सवाल का समाधान नहीं किया गया है। वैज्ञानिकों के एक समूह का मानना है कि बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल हवा से आवेश को पकड़ लेते हैं, दूसरे समूह का मानना है कि वे एक दूसरे के संपर्क में आने पर आवेश के आदान-प्रदान के कारण आवेशित होते हैं। प्रायोगिक अध्ययनों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि बादल का पानी वाला हिस्सा गरज वाले बादल के निचले किनारे से 00C के तापमान के साथ परत तक फैला हुआ है। 00C से 150C के तापमान वाले क्षेत्र में, पानी और बर्फ सह-अस्तित्व में होते हैं, और 150C से नीचे के तापमान पर, बादल में आमतौर पर केवल बर्फ के क्रिस्टल होते हैं। बादल का बूंद वाला हिस्सा मुख्य रूप से नकारात्मक रूप से चार्ज होता है, जबकि बादल का बर्फीला हिस्सा सकारात्मक रूप से चार्ज होता है। मध्य अक्षांशों में, वज्र के ऋणात्मक आवेश का केंद्र लगभग 3 किमी की ऊँचाई पर स्थित होता है, और धनात्मक आवेश का केंद्र लगभग 6 किमी की ऊँचाई पर होता है। एक वज्र के अंदर विद्युत क्षेत्र की ताकत 100-300 वोल्ट / सेमी है, लेकिन कुछ छोटी मात्रा में बिजली गिरने से पहले, यह 1,600 वोल्ट / सेमी तक पहुंच सकती है। बादल में आवेशों को संवहन द्वारा अलग किए बिना वज्रपात की प्रक्रिया असंभव है। बादलों में संवहन क्षेत्र कई कोशिकाओं में टूट जाता है (कुछ गरज के साथ 8 तक)। प्रत्येक संवहनी कोशिका न्यूक्लिएशन, परिपक्वता और क्षय के चरण से गुजरती है। न्यूक्लियेशन की अवस्था में, आरोही धाराएँ संपूर्ण संवहन कोशिका में प्रबल होती हैं। कुछ मामलों में, आरोही धाराओं की गति 30 मीटर/सेकेंड तक पहुंच सकती है, लेकिन आम तौर पर यह 10-12 मीटर/सेकेंड होती है। एक परिपक्व संवहन कोशिका को आरोही और अवरोही धाराओं, विद्युत गतिविधि (बिजली का निर्वहन) और वर्षा के विकास की विशेषता है। इस तरह की सेल का क्षैतिज व्यास 2-8 किमी है और ऊंचाई में 40C के तापमान के साथ एक स्तर तक फैली हुई है। क्षय अवस्था के दौरान, विद्युत गतिविधि में कमी और प्रति इकाई समय में गिरने वाली वर्षा की मात्रा के साथ पूरे संवहन सेल में कमजोर अधोमुखी धाराएँ प्रबल होती हैं। एक संवहनी कोशिका का पूरा जीवन चक्र लगभग एक घंटे का होता है,
परिपक्वता अवस्था की अवधि 15-30 मिनट है, क्षय अवस्था लगभग 30 मिनट है।
कई घंटों तक चलने वाला गरज कई संवहनी कोशिकाओं की गतिविधि का परिणाम है।
बूँदें और बर्फ के क्रिस्टल के मिश्रण से युक्त वज्र का आयतन सैकड़ों से कई हजार क्यूबिक किलोमीटर तक पहुँच जाता है। इस आयतन के साथ जल-बर्फ के कणों का द्रव्यमान लगभग 106 - 107 टन है।
एक वज्र बादल की संभावित ऊर्जा 1013 से 1014 J तक होती है और थर्मोन्यूक्लियर मेगाटन बम की ऊर्जा तक पहुंचती है। बिजली, आमतौर पर रैखिक, कई किलोमीटर लंबी, दसियों सेंटीमीटर व्यास वाली, को गैर-इलेक्ट्रोड डिस्चार्ज के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, क्योंकि वे आवेशित कणों के संचय में उत्पन्न होते हैं, विद्युत ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। विकास की स्थितियों के अनुसार, गरज को इंट्रामास और ललाट में विभाजित किया जाता है। पृथ्वी की सतह से हवा के स्थानीय ताप के परिणामस्वरूप मुख्य भूमि पर इंट्रा-मास गरज के साथ उत्पन्न होती है, जिससे इसमें स्थानीय संवहन की ऊपर की ओर धाराओं का विकास होता है और शक्तिशाली क्यूम्यलोनिम्बस बादलों का निर्माण होता है। इसलिए, भूमि पर अंतर्मासिक गरज मुख्य रूप से दोपहर के घंटों में विकसित होती है। समुद्र के ऊपर, संवहन के विकास के लिए सबसे अनुकूल परिस्थितियां रात में देखी जाती हैं, और दैनिक चक्र में अधिकतम सुबह 4 - 5 बजे होती है।
ललाट गरज ललाट वर्गों पर होती है, अर्थात, गर्म और ठंडी हवा के बीच की सीमाओं पर, और नियमित रूप से दैनिक भिन्नता नहीं होती है। समशीतोष्ण क्षेत्र के महाद्वीपों में, वे गर्मियों में सबसे अधिक बार और तीव्र होते हैं, शुष्क क्षेत्रों में - वसंत और शरद ऋतु में। विशेष रूप से तेज ठंडे मोर्चों के पारित होने के दौरान - असाधारण मामलों में सर्दियों की आंधी आती है। सामान्य तौर पर, सर्दियों की आंधी एक बहुत ही दुर्लभ घटना है।
पृथ्वी पर गरज बहुत असमान रूप से वितरित की जाती है: आर्कटिक में वे हर कुछ वर्षों में एक बार होते हैं, समशीतोष्ण क्षेत्र में प्रत्येक अलग-अलग बिंदु पर गरज के साथ कई दस दिन होते हैं। उष्ण कटिबंध और भूमध्यरेखीय क्षेत्र पृथ्वी के सबसे अधिक गरज वाले क्षेत्र हैं, और उन्हें "अनन्त गरज के साथ बेल्ट" कहा जाता है। बुटेनज़ोर्ग क्षेत्र में, जावा द्वीप पर, साल में 322 दिन गरज के साथ बारिश होती है। सहारा रेगिस्तान में लगभग कोई गरज नहीं है। एक विशिष्ट वज्र की विद्युत संरचना द्विध्रुवी होती है - धनात्मक और ऋणात्मक आवेश क्रमशः बादल के ऊपरी और निचले हिस्सों में स्थित होते हैं। एक अतिरिक्त ऋणात्मक आवेश आमतौर पर बादल के आधार के पास स्थित होता है।
सकारात्मक आरोप। स्थितियों के आधार पर (विशेष रूप से, क्षेत्र के अक्षांश पर), ऊपरी सकारात्मक और निचले नकारात्मक चार्ज के विभिन्न मान संभव हैं।
बादलों में विद्युत क्षेत्र किसी दिए गए बादल में सभी आवेश वाहकों द्वारा बनाए गए अंतरिक्ष आवेशों के वितरण के कारण होता है। गरज वाले बादलों में बड़े अंतरिक्ष आवेशों का बहुत तेजी से संचय होता है। औसत स्थान आवेश घनत्व (०.३-३) १०-सी/मी के क्रम का हो सकता है। अधिकतम चार्ज घनत्व वाले क्षेत्र कई सौ मीटर के क्रम में हैं। बादल के ऐसे स्थानीय आयतनों में ऐसी स्थितियाँ निर्मित होती हैं जो तड़ित के निर्माण के लिए अनुकूल होती हैं। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, 200-400 मीटर आकार के अधिकतम चार्ज घनत्व (असमानता के क्षेत्र) के साथ सबसे आम वॉल्यूम हैं। ग्राउंड लाइटनिंग के विकास की प्रक्रिया में कई चरण होते हैं। पहले चरण में, उस क्षेत्र में जहां विद्युत क्षेत्र पर्याप्त मूल्य तक पहुंचता है, हवा का प्रभाव आयनीकरण शुरू होता है। मुक्त इलेक्ट्रॉन, जो हवा में हमेशा कम मात्रा में मौजूद होते हैं, एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, पृथ्वी की ओर महत्वपूर्ण गति प्राप्त करते हैं और हवा के परमाणुओं से टकराकर उन्हें आयनित करते हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनिक हिमस्खलन दिखाई देते हैं, विद्युत निर्वहन के फिलामेंट्स में बदल जाते हैं, जो अच्छी तरह से संचालन करने वाले चैनल होते हैं, जो विलय करते हैं, उच्च चालकता के साथ एक उज्ज्वल थर्मली आयनित चैनल को जन्म देते हैं - एक कदम रखा बिजली नेता। नेता लगभग ५१० मीटर/सेकेंड की गति से कई दसियों मीटर के चरणों में पृथ्वी की सतह पर जाता है, जिसके बाद कई दसियों माइक्रोसेकंड के लिए इसकी गति रुक जाती है, और चमक बहुत कमजोर हो जाती है। अगले चरण में, नेता फिर से कई दसियों मीटर चलता है। उसी समय, एक उज्ज्वल चमक पारित सभी चरणों को कवर करती है; फिर रुक जाता है और चमक का कमजोर होना फिर से शुरू हो जाता है। इन प्रक्रियाओं को दोहराया जाता है जब नेता पृथ्वी की सतह पर जाता है। जैसे ही नेता जमीन पर जाता है, उसके अंत में तनाव बढ़ जाता है और उसकी कार्रवाई के तहत, एक प्रतिक्रिया स्ट्रीमर को नेता के साथ जोड़कर, पृथ्वी की सतह पर उभरी हुई वस्तुओं से बाहर फेंक दिया जाता है। अंतिम चरण में, मुख्य बिजली का निर्वहन नेता द्वारा आयनित चैनल का अनुसरण करता है। मुख्य निर्वहन दसियों से सैकड़ों हजारों एम्पीयर तक की धाराओं की विशेषता है, एक चमक नेता की चमक से काफी अधिक है, और एक उच्च गति है
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अग्रिम में, पहले लगभग १० मीटर/सेकेंड तक पहुंचने पर, अंत में १०७ मीटर/सेकेंड के मूल्यों तक कम हो जाता है। मुख्य निर्वहन के दौरान चैनल का तापमान 25,000 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। चैनल 1-10 किमी लंबा और कई सेंटीमीटर व्यास का है। वर्तमान नाड़ी के पारित होने के बाद, चैनल आयनीकरण और इसकी चमक कमजोर हो जाती है। चित्र 2.20। बिजली के विकास के तीन चरणों को दर्शाता है। इस चित्र में: 1- वज्रपात; 2 - चरणबद्ध नेता का चैनल; 3 - चैनल का ताज; 4 - चैनल के सिर पर आवेग कोरोना; 5 - मुख्य श्रेणी। सिद्धांत रूप में, बिजली के निर्वहन से बिजली प्राप्त करने के निम्नलिखित मुख्य तरीके संभव हैं।
1928-1933 में वापस, स्विट्जरलैंड में माउंट जेनेरोसो पर पृथ्वी की सतह से 80 मीटर की ऊंचाई पर एक धातु की जाली को निलंबित कर दिया गया था। आंधी के दौरान, इस जाली ने 0.01 सेकंड के लिए 4.5 मीटर लंबे विद्युत चाप को बनाए रखने के लिए पर्याप्त चार्ज एकत्र किया, जो कई दसियों हज़ार एम्पीयर की वर्तमान ताकत और 1 मिलियन वोल्ट के क्रम के संभावित अंतर के अनुरूप था। प्रारंभ में, यह माना गया था कि इस पर क्या प्राप्त किया गया था
त्वरक में आवेशित कणों को तेज करने के लिए उपयोग किया जाने वाला इंस्टॉलेशन वोल्टेज। हालांकि, मजबूत होने के कारण इस विचार को छोड़ना पड़ा 
चावल। 2.20. बिजली के विकास के तीन चरण
गड़गड़ाहट की विद्युत स्थिति की परिवर्तनशीलता और इसे अभी तक विनियमित करने में असमर्थता। पृथ्वी की सतह से ऊपर उठे हुए एंटेना में गरज के साथ बहने वाले विद्युत प्रवाह का उपयोग करने के प्रयासों ने भी अभी तक आर्थिक रूप से लाभकारी प्रभाव नहीं दिया है।
ऐसे ज्ञात प्रयोग हैं, जब समुद्र में गहरे विस्फोटों के परिणामस्वरूप, जो एक गरज के नीचे पानी के फव्वारे को लगभग 70 मीटर की ऊँचाई तक उठाते हैं, समुद्र में बादल का निर्वहन होता है। इसके अलावा, व्यावहारिक रूप से, गरज के बादलों को एक तार की मदद से पृथ्वी (समुद्र) की सतह पर छोड़ा गया था, जिसे एक रॉकेट द्वारा बादल तक पहुंचाया गया था। आमतौर पर, डिस्चार्ज तब होता है जब रॉकेट लगभग 100 मीटर की ऊंचाई तक बढ़ जाता है। यह जमीन पर लगभग एक किलोमीटर की निचली सीमा की ऊंचाई के साथ एक गरज वाले बादल को छोड़ने के लिए पर्याप्त निकला। बिजली के लिए एक चैनल बनाने के लिए, सिंक्रोट्रॉन में प्राप्त प्रोटॉन के बीम के साथ-साथ लेजर की मदद से भी उपयोग करने का प्रयास किया गया था। इन विधियों का मुख्य नुकसान कई विशुद्ध रूप से तकनीकी कठिनाइयाँ हैं। बादलों में धातु या धातुयुक्त प्लेटों और फिलामेंट्स को बिखेरने, शॉर्ट-सर्किट कंडक्टर और साथ ही माइक्रोडिस्चार्जर की भूमिका निभाने के लिए परियोजनाएं थीं, जिस पर, क्लाउड में अपने स्वयं के विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति के कारण, संभावित गिरावट के लिए पर्याप्त एक कोरोना डिस्चार्ज बनाया गया है। अपनी विद्युत अवस्था को बदलने के लिए क्रिस्टलीकरण अभिकर्मकों के साथ बादलों को बोने के प्रयोगों से पता चला है कि उपयुक्त परिस्थितियों में
बादल के तीव्र विद्युतीकरण का कारण संभव है, और गरज के विद्युत राज्य को नियंत्रित करने के तरीकों में से एक क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के नियंत्रण से संबंधित है। लेकिन इस तरह के परिणाम
एक उच्च शक्ति निर्वहन प्रशिक्षण की संभावना पर प्रभाव अभी तक पर्याप्त रूप से निर्धारित नहीं किया गया है।
रूसी बिजली इंजीनियरों ने बिजली की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए एक विधि का प्रस्ताव दिया है, जिसमें बिजली की छड़ के माध्यम से बिजली के चार्ज को कैप्चर करना शामिल है, विद्युत रूप से डाउन कंडक्टर से जुड़ा हुआ है, बिजली ऊर्जा निष्कर्षण के माध्यम से आधारित है, और बिजली का उपयोग करना है। 
एक सामान्य भंडारण क्षमता पर बिजली की ऊर्जा, उदाहरण के लिए, लेजर उत्सर्जक के माध्यम से बिजली के निर्वहन की शुरुआत करते हुए, जो बिजली के विद्युत स्पार्क डिस्चार्ज के लगातार विकासशील नेता को उत्तेजित करने के लिए हवा के इलेक्ट्रोड रहित विद्युत टूटने के क्षेत्र बनाते हैं, और ऊर्जा के माध्यम से हटा दिया जाता है डायोड ब्रिज के साथ एलसी फिल्टर के गुंजयमान सर्किट से बना एक डाउन कंडक्टर।
प्रस्तावित उपकरण का विद्युत आरेख चित्र 3.20 में दिखाया गया है। इस तस्वीर में: 1- बिजली की छड़ें; 2 - नीचे कंडक्टर; 3- तीन-लिंक गुंजयमान एलसी फिल्टर; 4- कुल भंडारण क्षमता; 5- स्वचालित स्विच; 6 - शून्य प्रतिरोध; 7 - उपभोक्ता को टैप करें। प्रत्येक बिजली की छड़ जमीन के ऊपर लटकी हुई धातु की जाली के रूप में बनाई जाती है, जो इंसुलेटर पर लगाई जाती है। डाउन कंडक्टर दो से अधिक समानांतर-जुड़े, श्रृंखला-जुड़े चरणों डी से बना है, जो बिजली के निर्वहन में कमी प्रदान करता है। प्रत्येक चरण एक सामान्य आगमनात्मक युग्मन द्वारा जुड़े तीन-लिंक गुंजयमान एलसी फिल्टर से बना है। सामान्य आगमनात्मक युग्मन तीन श्रृंखला-जुड़े प्रारंभ करनेवाला वाइंडिंग से बनता है, और प्रत्येक चरण के आउटपुट पर एक संबंधित ब्रिज रेक्टिफायर जुड़ा होता है। इस मामले में, ब्रिज रेक्टिफायर के आउटपुट समानांतर में जुड़े होते हैं और सीएच की कुल भंडारण क्षमता से जुड़े होते हैं। रेक्टिफायर डायोड के माध्यम से "प्लस" आउटपुट कुल भंडारण क्षमता सीएन की प्लेट से जुड़े होते हैं। "माइनस" आउटपुट स्टोरेज टैंक सीएच की दूसरी प्लेट से जुड़े होते हैं, सीएच से आउटपुट उपभोक्ता के सिस्टम से जुड़ा होता है। उपभोक्ता के साथ कनेक्शन के लिए सामान्य भंडारण टैंक सीएच के आउटलेट पर एक स्वचालित स्विच स्थापित किया गया है
प्रतिरोध, कुल भंडारण क्षमता से संचित चार्ज को शून्य करना।
एक उपकरण भी प्रस्तावित किया गया था, जिसमें जमीन से अछूता एक ऊर्ध्वाधर प्रवाहकीय पाइप का उपयोग बिजली की छड़ के रूप में किया जाता है, जिसके अंदर एक मोटी दीवार वाला ढांकता हुआ ग्लास नीचे की ओर डाला जाता है ताकि पाइप का ऊपरी हिस्सा कांच के किनारों से ऊपर उठ जाए . कांच की दीवारों की भीतरी सतह पर एक ग्राउंडेड कंडक्टिव कोटिंग लगाई जाती है। बिजली की छड़ विद्युत रूप से ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग के एक छोर से जुड़ी होती है, जिसका दूसरा सिरा ग्राउंडेड होता है। प्राथमिक वाइंडिंग का अधिष्ठापन और प्रवाहकीय पाइप द्वारा गठित समाई, कांच की दीवारें और प्रवाहकीय कोटिंग एक समानांतर दोलन सर्किट बनाती है। एक बिजली की छड़ के लिए एक बिजली का निर्वहन एक विस्तारित ऑप्टिकल ब्रेकडाउन द्वारा शुरू किया जाता है, जो एक स्पंदित अवरक्त लेजर के बीम द्वारा बनता है। हीटिंग बीम का विन्यास और दिशा एक नियंत्रित डाइक्रोइक दर्पण द्वारा बनाई गई है,
कांच के अंदर स्थित है। यह दर्पण एक साथ वातावरण के ऑप्टिकल स्कैनिंग सिस्टम के हिस्से के रूप में काम करता है, जो ज्ञात ऑप्टिकल स्थान विधि द्वारा आंधी बादलों के निचले हिस्से में महत्वपूर्ण वोल्टेज ग्रेडियेंट वाले क्षेत्रों की पहचान करने के लिए आवश्यक है। ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग से ली गई ऊर्जा का उपयोग डिवाइस के सभी सिस्टम को पावर देने के लिए किया जाता है और इसका कुछ हिस्सा उपभोक्ताओं को ट्रांसफर किया जा सकता है। विद्युत ऊर्जा के भंडारण के लिए एक उपकरण। एक उपकरण जो बिजली गिरने पर बिजली की छड़ में जारी विद्युत ऊर्जा को जमा करने की अनुमति देता है, साथ ही बिजली के हमलों के बीच वातावरण से इसकी अधिकता को निकालता है, चित्र 4.20 में दिखाया गया है। इस चित्र में: 1- धातु वज्र; 2 - टॉरॉयडल कॉइल 
अधिष्ठापन; 3 - मिलान करने वाले तत्व; 4- ग्राउंडिंग। जैसा कि आप ऊपर दिए गए आंकड़े से देख सकते हैं, इस पेटेंट डिवाइस में एक लंबवत माउंटेड, ग्राउंडेड लाइटनिंग रॉड है। इसके अलावा, बिजली की छड़ धातु के कंडक्टर के रूप में बनाई जाती है, जिसके करीब विद्युत ऊर्जा लेने के लिए एक या अधिक तत्व स्थित होते हैं।
विद्युत ऊर्जा लेने के लिए तत्व में एक इंडक्शन कॉइल होता है,
एक अर्धचालक तत्व और एक संधारित्र एक एकल विद्युत परिपथ बनाने के लिए श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। इस उपकरण में, प्रारंभ करनेवाला को बिजली की छड़ की धुरी से गुजरने वाले किसी भी विमान में ऑर्थोगोनली रखा जाता है, और एक टॉरॉयड के रूप में बनाया जाता है, जिसकी समरूपता की धुरी बिजली की छड़ की धुरी के साथ मेल खाती है।
इंस्टीट्यूट ऑफ एटमॉस्फेरिक फिजिक्स के चीनी वैज्ञानिकों ने बिजली की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए थोड़ी अलग तकनीक विकसित की है। बिजली को पकड़ने के लिए, विशेष बिजली की छड़ से लैस रॉकेटों का उपयोग किया जाएगा, जिन्हें वज्र के केंद्र में लॉन्च किया जाएगा। YL-1 रॉकेट को बिजली गिरने से कुछ मिनट पहले लॉन्च करना चाहिए। "परीक्षणों से पता चला है कि प्रक्षेपण सटीकता 70% है," - डिवाइस के डेवलपर्स ने कहा। बिजली की ऊर्जा, साथ ही इससे उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग कृषि नस्लों के आनुवंशिक संशोधन और अर्धचालकों के उत्पादन के लिए किया जाएगा। इसके अलावा, नई तकनीक आंधी से होने वाले आर्थिक नुकसान को काफी कम कर देगी।
अमेरिकी कंपनी अल्टरनेटिव एनर्जी होल्डिंग्स (Alt-Holding) ने मुफ्त ऊर्जा का उपयोग करने का एक और तरीका प्रस्तावित किया है। कंपनी के विशेषज्ञों का दावा है कि वे गरज के साथ बिजली के निर्वहन के दौरान होने वाली ऊर्जा को इकट्ठा करने और उपयोग करने के लिए एक विधि विकसित करने में कामयाब रहे हैं। परियोजना का नाम "लाइटनिंग हार्वेस्टर" रखा गया था।
2006 की शुरुआत में, ईवोलो संस्करण ने वार्षिक ईवोलो स्काईस्क्रेपर प्रतियोगिता आयोजित करना शुरू किया, जिसमें आर्किटेक्ट भाग लेते हैं, कठिन ऊंची इमारतों को डिजाइन करते हैं, और गगनचुंबी इमारतों को नवीनतम तकनीकों का उपयोग करके और सबसे आधुनिक सामग्रियों का उपयोग करके बनाया जाता है। इसके अलावा, प्रतियोगिता के आयोजक अपनी पर्यावरण मित्रता के दृष्टिकोण से प्रस्तुत परियोजनाओं का मूल्यांकन करते हैं, जिस पर विशेष ध्यान दिया जाता है। इसलिए, इस साल इवोलो स्काईस्क्रेपर प्रतियोगिता 2011 में "LO2P रीसाइक्लिंग स्काईस्क्रेपर" (भारत में गगनचुंबी इमारत का पुनर्चक्रण), "फ्लैट टॉवर" (वैकल्पिक ऊर्जा) और एक हाइड्रोलिक बांध, जो एक बिजली संयंत्र, गैलरी और एक्वेरियम को जोड़ती है, द्वारा पुरस्कार लिए गए। . उसी प्रतियोगिता में, सर्बिया के आर्किटेक्ट्स और इंजीनियरों के एक समूह ने एक गगनचुंबी इमारत की एक असाधारण परियोजना प्रस्तुत की जो "स्वर्गीय" बिजली का उपयोग करके हाइड्रोजन का उत्पादन करती है। सर्बियाई टीम का विचार इतना दिलचस्प निकला कि खिद्रा की परियोजना को एक सम्माननीय उल्लेख पुरस्कार के साथ चिह्नित किया गया था, लेकिन अब पुरस्कारों में से एक लेने के लिए। वास्तव में, खिद्रा गगनचुंबी इमारत एक उच्च वृद्धि संरचना की एक परियोजना है जो क्षेत्र में गुजरने वाले गरज वाले मोर्चों से बिजली पकड़ लेगी। इसके अलावा, यह माना जाता है कि उनकी ऊर्जा का उपयोग साधारण पानी के घटकों - हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में पृथक्करण (इलेक्ट्रोलिसिस) की प्रक्रिया के लिए किया जाता है। इस प्रकार, यह संरचना, एक ओर, स्वच्छ ऊर्जा के स्रोत के रूप में काम करेगी, और दूसरी ओर, यह पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन का एक अन्य आपूर्तिकर्ता बन जाएगी।
बिजली की अप्रत्याशितता और अस्थिरता को ध्यान में रखते हुए, परियोजना के लेखकों ने कई समाधान प्रस्तावित किए जो "गगनचुंबी इमारत" खिद्र के प्रदर्शन को बढ़ाने में मदद करेंगे। जितना संभव हो उतने बिजली के निर्वहन को आकर्षित करने के लिए, संरचना को ग्रह के उन क्षेत्रों में स्थापित किया जाना चाहिए जहां सबसे अधिक बिजली के हमले देखे जाते हैं। इन क्षेत्रों में संयुक्त राज्य अमेरिका (फ्लोरिडा), वेनेजुएला, कोलंबिया, भारत (इन देशों के उत्तरी भाग में), इंडोनेशिया (मलक्का प्रायद्वीप) और कांगो (अफ्रीका) के कुछ क्षेत्र शामिल हैं। इन क्षेत्रों में, प्रत्येक वर्ग किलोमीटर क्षेत्र के लिए, सालाना 50-70 और अधिक बिजली के हमले होते हैं। निर्माण के लिए सही जगह चुनने के अलावा, एक खुले क्षेत्र में खिद्रा परियोजना के निर्माण से एक सफल बिजली शिकार की संभावना को बढ़ाने में मदद मिलेगी। इसलिए अगर किसी बड़े शहर में गगनचुंबी इमारत बनानी है तो वह महानगर की सबसे ऊंची इमारत बन जाए। अन्यथा, कुछ बिजली बस पड़ोसी ऊंचे गगनचुंबी इमारतों या टावरों द्वारा आकर्षित की जाएगी। उदाहरण के लिए, यह एम्पायर स्टेट बिल्डिंग (न्यूयॉर्क की सबसे ऊंची इमारत) के साथ ही देखा जाता है, जिसमें हर साल लगभग 20 बिजली गिरती है।
अग्रिम में भविष्यवाणी करने की कठिनाई के अलावा कि सर्बियाई "गगनचुंबी इमारत" कितने बिजली के हमले को पकड़ने में सक्षम होगी, परियोजना में कई अन्य अचूक समस्याएं हैं। यह उच्च परिचालन तापमान (27,000 डिग्री सेल्सियस तक) और बिजली के निर्वहन का एक विशाल प्रवाह (200,000 ए तक) दोनों है, जो उपयोग की जाने वाली सामग्रियों पर उच्चतम मांग करेगा, साथ ही विशाल क्षमता के कैपेसिटर बनाने की आवश्यकता होगी और साथ में अभूतपूर्व विशेषताएं।
हालांकि, इससे पहले कि वायुमंडलीय बिजली औद्योगिक नेटवर्क में प्रवेश करती है, इसे एक औद्योगिक मानक में परिवर्तित किया जाना चाहिए: 220-550 वोल्ट के वोल्टेज के साथ 50-60 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रत्यावर्ती धारा (ये पैरामीटर विभिन्न देशों के पावर ग्रिड के लिए भिन्न होते हैं)। यही है, यह केवल एक ड्राइव पर बिजली की हड़ताल भेजने के लिए पर्याप्त नहीं है। अलग-अलग समय पर, भूमिगत जल जलाशयों सहित इस समस्या के विभिन्न समाधान प्रस्तावित किए गए हैं। एक विद्युत निर्वहन की ऊर्जा की कार्रवाई के तहत, पानी को भाप में बदलना चाहिए, जो पेटेंट के लेखकों के अनुसार (और पिछली शताब्दी के 60 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में इस तरह की योजना का पेटेंट कराया गया था), टरबाइन ब्लेड को घुमाना चाहिए , शास्त्रीय थर्मल और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के रूप में। लेकिन ऐसे जनरेटर की दक्षता बेहद कम होती है। वर्तमान में, शक्तिशाली विद्युत कैपेसिटर विकसित किए गए हैं - उच्च क्षमता वाले भंडारण उपकरण जो महीनों तक संचित ऊर्जा को संग्रहीत करने में सक्षम हैं और उच्च गति वाले थाइरिस्टर पर आधारित एसी कन्वर्टर्स, जिनकी दक्षता 85% के करीब है। दूसरी समस्या गरज के साथ सापेक्ष अप्रत्याशितता और उनका असमान वितरण है। बेशक, सबसे बड़ी आंधी गतिविधि भूमध्य रेखा के करीब देखी जाती है, लेकिन इन अक्षांशों में उत्पन्न होने वाले निर्वहन अक्सर गरज और जमीन के बीच नहीं, बल्कि बादलों या बादल के कुछ हिस्सों के बीच होते हैं। बेशक, मध्य अफ्रीका में एक विशाल क्षेत्र है जहां प्रति वर्ग किलोमीटर प्रति वर्ष 70 से अधिक बिजली के हमले होते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में ऐसे क्षेत्र हैं: कोलोराडो और फ्लोरिडा राज्यों में। फिर भी, ये काफी स्थानीय क्षेत्र हैं। इस बीच, वायुमंडलीय बिजली सैद्धांतिक रूप से दुनिया में कहीं भी उपलब्ध है।
अमेरिकी उपग्रह ट्रॉपिकल रेनफॉल मेजरमेंट मिशन (TRMM) के साथ काम करने वाले विशेषज्ञों ने अपनी हालिया उपलब्धियों में से एक पर एक रिपोर्ट प्रकाशित की है। वर्षों के अवलोकन के माध्यम से, TRMM ने एक वर्ष में किसी दिए गए क्षेत्र के प्रत्येक वर्ग किलोमीटर में होने वाले अंधाधुंध निर्वहन की संख्या के अनुसार, बिजली की आवृत्ति का एक विश्व मानचित्र संकलित किया है। अफ्रीकी महाद्वीप के मध्य भाग में एक ऐसा क्षेत्र है जहाँ प्रति वर्ग किलोमीटर प्रति वर्ष 70 से अधिक बिजली गिरती है। यह वहां है कि "बिजली" संयंत्र के निर्माण की योजना बनाई गई है। इसी समय, डेवलपर्स का मानना है कि बिजली संयंत्र "बिजली पर" 4-7 वर्षों में भुगतान करेगा।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, बिजली के निर्वहन के गठन और गठन की अच्छी तरह से अध्ययन की गई प्रकृति के बावजूद, समय के साथ नए प्रयोगात्मक डेटा दिखाई देते हैं। इसलिए, 1989 में, उनमें से एक नए प्रकार की खोज की गई - उच्च ऊंचाई वाले विद्युत निर्वहन, या स्प्राइट्स। ये डिस्चार्ज आयनोस्फीयर में बनते हैं और ऊपर से नीचे की ओर, गरज के साथ 40-50 किमी की दूरी पर टकराते हैं, लेकिन उन तक पहुंचने से पहले गायब हो जाते हैं। यहां तक कि 2002 में दक्षिण चीन सागर के ऊपर कई गरज के साथ ताइवान नेशनल चेन कुन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा भी अजनबी बिजली देखी गई थी। वायुमंडलीय बिजली का निर्वहन नीचे नहीं, बल्कि ऊपर - गरज के साथ ऊपरी वायुमंडल में होता है। शाखित बिजली के बोल्ट आकार में विशाल थे: 80 किमी लंबे चमकदार ज़िगज़ैग 95 किमी ऊपर गए। निर्वहन एक सेकंड से भी कम समय तक चला और कम आवृत्ति वाले रेडियो उत्सर्जन के साथ थे।
नियंत्रण प्रश्न
किस प्राकृतिक घटना को "तूफान" कहा जाता है?
बादलों का विद्युतीकरण किस परिघटना के कारण होता है?
ग्राउंड लाइटनिंग के लिए विकास प्रक्रिया क्या है?
बिजली के डिस्चार्ज से बिजली प्राप्त करने के लिए मौलिक रूप से संभव तरीके क्या हैं?
बिजली की छड़ के रूप में किन उपकरणों का उपयोग करने का प्रस्ताव था?
हमारे ग्रह के किन क्षेत्रों में बिजली गिरने की सबसे अधिक संख्या देखी गई है?
दुनिया के किन देशों में बिजली की ऊर्जा का उपयोग शुरू होगा?
बुरानोव रज़ीफ़ रसीमोविच
यूएसएटीयू छात्र,
रूस, गणतंत्र। बश्कोर्तोस्तान। ऊफ़ा
पर्यवेक्षक:
तेरेगुलोव टी.आर. ऊफ़ा स्टेट एविएशन
तकनीकी विश्वविद्यालय
Tuymazy . में शाखा
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लेख बिजली के मुख्य मापदंडों, बिजली की ऊर्जा के विकास की संभावनाओं, दिलचस्प तथ्यों, इस क्षेत्र की समस्याओं का वर्णन करेगा।
मुख्य शब्द: बिजली, बिजली ऊर्जा, गरज, ऊर्जा, निर्वहन, बिजली।
थंडरस्टॉर्म ऊर्जा बिजली ग्रिड में बिजली की ऊर्जा को कैप्चर और पुनर्निर्देशित करके ऊर्जा प्राप्त करने की एक विधि है। इस प्रकार की ऊर्जा अक्षय ऊर्जा स्रोत का उपयोग करती है और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों से संबंधित है। बिजली वातावरण में एक विशाल विद्युत स्पार्क डिस्चार्ज है जो आमतौर पर एक गरज के दौरान हो सकता है, जो प्रकाश की तेज चमक और साथ में गरज के साथ प्रकट होता है। पृथ्वी पर बिजली के निर्वहन में वर्तमान ताकत 10-500 हजार एम्पीयर तक पहुंचती है, वोल्टेज - दसियों लाख से एक अरब वोल्ट तक। डिस्चार्ज पावर - 1 से 1000 GW तक। डिस्चार्ज के दौरान बिजली की खपत बिजली की मात्रा 10 से 50 कूलम्ब तक होती है। 11 अक्टूबर, 2006 को, वैकल्पिक ऊर्जा होल्डिंग्स ने एक प्रोटोटाइप मॉडल के सफल विकास की घोषणा की जो बिजली में इसके आगे रूपांतरण के लिए बिजली को "कैप्चर" करने की क्षमता प्रदर्शित कर सकता है। इस प्रकार की ऊर्जा पर्यावरण को कोई नुकसान नहीं पहुंचाती है। बिजली के दाम कम करेंगे। इस तरह की स्थापना 4-7 वर्षों में इस तरह की स्थापना का भुगतान करेगी। अलग-अलग समय पर, विभिन्न आविष्कारकों ने सबसे असामान्य भंडारण उपकरणों का प्रस्ताव दिया है - धातु के साथ भूमिगत जलाशयों से जो बिजली से पिघलकर बिजली की छड़ और गर्मी के पानी में प्रवेश करेंगे, जिसकी भाप एक टरबाइन को घुमाएगी, इलेक्ट्रोलाइज़र के लिए जो बिजली से ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में पानी को विघटित करते हैं। निर्वहन।
2006 में, नासा के ट्रॉपिकल स्टॉर्म मेजरमेंट उपग्रह के साथ काम करने वाले विशेषज्ञों ने ग्रह के विभिन्न क्षेत्रों में आंधी की संख्या पर डेटा प्रकाशित किया। शोध के अनुसार, यह ज्ञात हुआ कि ऐसे क्षेत्र हैं जहां प्रति वर्ष प्रति वर्ग किलोमीटर क्षेत्र में 70 बिजली की हड़ताल होती है। इससे यह पता चलता है कि थंडरस्टॉर्म एनर्जी का अपना भविष्य है। कुछ रिपोर्टों के अनुसार, एक शक्तिशाली गरज से उतनी ही ऊर्जा निकलती है जितनी कि सभी अमेरिकी निवासी 20 मिनट में खपत करते हैं।
यहां काफी दिक्कतें हैं। आपको भविष्यवाणी करने की आवश्यकता है कि गरज कहाँ होगी।
एक बिजली का बोल्ट एक सेकंड के एक अंश तक रहता है। इस दौरान आपके पास उसकी ऊर्जा को संचित करने के लिए समय होना चाहिए। इसके लिए शक्तिशाली और महंगे कैपेसिटर की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, दूसरे और तीसरे प्रकार के सर्किट वाले विभिन्न ऑसिलेटरी सिस्टम का उपयोग किया जा सकता है, जहां लोड को जनरेटर के आंतरिक प्रतिरोध से मिलान किया जा सकता है। बिजली एक जटिल विद्युत प्रक्रिया है और इसे कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है: नकारात्मक - बादल के निचले हिस्से में जमा होता है और सकारात्मक - बादल के ऊपरी हिस्से में एकत्रित होता है। लाइटनिंग ट्रस बनाते समय इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।
तो चलिए संक्षेप करते हैं।
दूसरी ओर, हम कह सकते हैं कि गरज के साथ ऊर्जा ऊर्जा का एक सस्ता और अधिक पर्यावरण के अनुकूल रूप है।
सबसे पहले, ऐसे क्षेत्र हैं जहां अक्सर बिजली गिरती है और उन्हें पकड़ना आसान होगा।
दूसरे, वे 4-7 वर्षों में भुगतान करेंगे। बेशक, कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम बिजली पकड़ने के लिए किस स्टेशन के साथ आते हैं, करंट को परिवर्तित करते समय इसकी दक्षता 100% से दूर होगी, और जाहिर है, आसपास के क्षेत्र में सभी बिजली नहीं गिरती है पकड़ने में सक्षम हो जाएगा बिजली के खेत।
आमतौर पर, जब वे वैकल्पिक ऊर्जा के बारे में बात करते हैं, तो उनका पारंपरिक रूप से नवीकरणीय स्रोतों - सूर्य के प्रकाश और हवा से विद्युत ऊर्जा के उत्पादन के लिए स्थापना का मतलब होता है। इस सब के साथ, आँकड़े जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों, समुद्र और समुद्री ज्वार की शक्ति का उपयोग करने वाले स्टेशनों के साथ-साथ भूतापीय बिजली संयंत्रों में बिजली के निर्माण को बाहर करते हैं। हालांकि, इन ऊर्जा स्रोतों को अक्षय भी माना जाता है। लेकिन, वे क्लासिक हैं, उनका उपयोग औद्योगिक पैमाने पर कई और लंबे वर्षों से किया जाता रहा है।
एक वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत को अक्षय संसाधन माना जाता है, यह तेल, उत्पादित प्राकृतिक गैस और कोयले पर चलने वाले क्लासिक ऊर्जा स्रोतों की जगह लेता है, जो जलने पर कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में उत्सर्जित करता है, जो ग्रीनहाउस प्रभाव और ग्लोबल वार्मिंग के उदय में योगदान देता है। .
वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की खोज का प्राथमिक कारण अक्षय या वस्तुतः अटूट प्राकृतिक संसाधनों और घटनाओं की ऊर्जा से इसे प्राप्त करने की आवश्यकता है। अन्य बातों के अलावा, पर्यावरण मित्रता और दक्षता को ध्यान में रखा जा सकता है।
इस प्रकार की प्रणालियों के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत सूर्य की ऊर्जा, हवा और पृथ्वी की सतह पर मिट्टी की प्राकृतिक स्थिति (ग्राउंड हीट पंपों के लिए) माना जाता है। अक्षय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करते हुए, हम पृथ्वी पर पर्यावरण और ऊर्जा संकट को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं, हमें पारंपरिक प्रकार की ऊर्जा, महत्वपूर्ण लागत बचत और भविष्य में आत्मविश्वास से स्वायत्तता भी मिलती है।
सौर ऊर्जा मौसम और दिन के समय पर बहुत निर्भर करती है: बादल वाले दिन और विशेष रूप से रात में, बिजली प्राप्त नहीं की जा सकती है। हमें बैटरियों का अधिग्रहण करना होगा, जो सौर पैनलों को स्थापित करने की लागत को कई गुना बढ़ा देती है, उदाहरण के लिए, देश में, और जो उसी खर्च की गई बैटरी के निपटान की आवश्यकता के कारण पर्यावरण के लिए प्रतिकूल क्षण पैदा करता है।
फोटोकल्स और फोटोबाथ के अलावा, सौर कलेक्टर और सौर वॉटर हीटर का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; इनका उपयोग हीटिंग के लिए और बिजली पैदा करने के लिए पानी गर्म करने के लिए किया जाता है।
सौर ऊर्जा को लोकप्रिय बनाने में जर्मनी, जापान और स्पेन को पसंदीदा माना जाता है। यह स्पष्ट है कि दक्षिणी शक्तियों की यहाँ श्रेष्ठता है, जहाँ सूर्य सर्दियों और गर्मियों दोनों में व्यावहारिक रूप से गर्म चमकता है।
पवन ऊर्जा के महत्वपूर्ण फायदे और समान रूप से महत्वपूर्ण नुकसान दोनों हैं। सौर पैनलों की तुलना में, "पवन टर्बाइन" सस्ते होते हैं और दिन के समय पर निर्भर नहीं होते हैं, इसलिए, वे अक्सर उपनगरीय क्षेत्रों में पाए जाते हैं। पवन जनरेटर का केवल एक महत्वपूर्ण नुकसान है - वे बहुत अधिक शोर करते हैं। ऐसे उपकरणों की स्थापना को न केवल रिश्तेदारों के साथ, बल्कि आस-पास के घरों के निवासियों के साथ भी समन्वयित करना होगा।
भूतापीय ऊर्जा का एक बड़ा प्लस इसकी वास्तविक अटूटता और पर्यावरणीय परिस्थितियों, दिन और वर्ष के समय से पूर्ण स्वायत्तता है।
पृथ्वी की गहराईयों की ऊष्मा का उपयोग करने की निम्नलिखित मूलभूत संभावनाएँ हैं। पानी या पानी और भाप का मिश्रण, उनके तापमान के आधार पर, गर्म पानी की आपूर्ति और गर्मी की आपूर्ति के लिए, बिजली पैदा करने के लिए, या इन सभी उद्देश्यों के लिए एक ही बार में निर्देशित किया जा सकता है। बिजली और गर्मी की आपूर्ति के उत्पादन के लिए निकट-ज्वालामुखी क्षेत्र और शुष्क चट्टानों की उच्च तापमान गर्मी का उपयोग करना वांछनीय है। स्टेशन का डिज़ाइन इस बात पर निर्भर करता है कि भूतापीय ऊर्जा के किस स्रोत का उपयोग किया जाता है।
भूजल जल का उपयोग करते समय उत्पन्न होने वाली मुख्य समस्या भूमिगत जलभृत में (पारंपरिक रूप से अपशिष्ट) पानी के प्रवाह (इंजेक्शन) के एक दोहराव चक्र की आवश्यकता है। थर्मल पानी में विभिन्न जहरीली धातुओं (उदाहरण के लिए, बोरॉन, सीसा, जस्ता, कैडमियम, आर्सेनिक) और रासायनिक यौगिकों (अमोनिया, ऑक्सीबेंजीन) के कई लवण होते हैं, जो सतह पर प्राकृतिक जल प्रणालियों में इन पानी के निर्वहन को बाहर करते हैं।
ज्वारीय बिजली संयंत्रों में लहर बिजली संयंत्रों की तुलना में काफी कम क्षमता होती है, लेकिन वे समुद्र के तटीय क्षेत्र में निर्माण करने के लिए बहुत आसान और अधिक आरामदायक होते हैं। चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण बल दिन में दो बार समुद्र में जल स्तर को बदल देते हैं (अंतर दो दसियों मीटर तक पहुंच सकता है), जिससे बिजली उत्पन्न करने के लिए ईबब और प्रवाह की ऊर्जा का उपयोग करना संभव हो जाता है।
तरल और गैसीय जैव ईंधन के लिए संभावना: बायोडीजल, बायोएथेनॉल, बायोगैस और संश्लेषण गैस। वे सभी चीनी या वसा में समृद्ध पौधों के आधार पर उत्पादित होते हैं: मीठा गन्ना, मक्का, और यहां तक कि समुद्री फाइटोप्लांकटन भी। बाद वाले विकल्प में अनंत संभावनाएं हैं: सिंथेटिक परिस्थितियों में जलीय पौधों को उगाना मुश्किल नहीं है।
बिजली को एक जटिल विद्युत प्रक्रिया माना जाता है और इसे कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है: नकारात्मक - बादल के निचले हिस्से में जमा होता है और सकारात्मक - बादल के ऊपरी हिस्से में इकट्ठा होता है। बिजली रिसीवर विकसित करते समय इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।
वैज्ञानिकों के अनुसार, एक शक्तिशाली आंधी में लगभग उतनी ही ऊर्जा निकलती है जितनी कि सभी अमेरिकी निवासी औसतन 20 मिनट में खपत करते हैं।
आज, हाइड्रोजन के उत्पादन में इसके उपयोग से जितनी ऊर्जा प्राप्त की जा सकती है, उससे अधिक की आवश्यकता होगी, इसलिए इसे ऊर्जा का स्रोत मानना असंभव है। इसे केवल ऊर्जा के भंडारण और वितरण का साधन माना जाता है।
लेकिन हाइड्रोजन के बड़े पैमाने पर उत्पादन का भी एक बड़ा खतरा है, अगर हाइड्रोजन एक सिलेंडर या अन्य भंडारण टैंक से उठता है, हवा से हल्का होने के कारण, यह अपरिवर्तनीय रूप से पृथ्वी के वायुमंडल को छोड़ देगा, जो कि प्रौद्योगिकी के बड़े पैमाने पर उपयोग के साथ पैदा कर सकता है पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा हाइड्रोजन का उत्पादन होने पर पानी का वैश्विक नुकसान।
2012 में, वैकल्पिक ऊर्जा (जलविद्युत को छोड़कर) मानव जाति द्वारा खपत की जाने वाली सभी ऊर्जा का 5.1% थी।
थंडरस्टॉर्म ऊर्जा अभी भी केवल एक सैद्धांतिक दिशा है। तकनीक का सार बिजली की ऊर्जा को पकड़ना और इसे पावर ग्रिड पर पुनर्निर्देशित करना है। यह ऊर्जा स्रोत नवीकरणीय है और वैकल्पिक के अंतर्गत आता है, अर्थात। पर्यावरण के अनुकूल।
बिजली पैदा करने की प्रक्रिया बहुत जटिल है। प्रारंभ में, एक लीडर डिस्चार्ज विद्युतीकृत बादल से जमीन पर जाता है, जो कि इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन द्वारा निर्मित होता है जो डिस्चार्ज (स्ट्रीमर्स) में विलीन हो जाता है। यह डिस्चार्ज एक गर्म आयनित चैनल को पीछे छोड़ देता है, जिसके साथ एक शक्तिशाली विद्युत क्षेत्र द्वारा पृथ्वी से फट गया मुख्य बिजली का निर्वहन विपरीत दिशा में चलता है। एक विभाजित सेकंड में, प्रक्रिया कई बार दोहराई जाती है। मुख्य समस्या डिस्चार्ज को पकड़ना और उसे नेटवर्क पर पुनर्निर्देशित करना है।
बेंजामिन फ्रैंकलिन ने भी आकाशीय बिजली का शिकार किया। एक आंधी के दौरान, उसने एक पतंग को बादल में उतारा और महसूस किया कि वह एक विद्युत आवेश एकत्र कर रही है।
बिजली की ऊर्जा एक झटके में 5 बिलियन जूल शुद्ध ऊर्जा है, जो कि 145 लीटर गैसोलीन के बराबर है। ऐसा माना जाता है कि 1 बिजली के बोल्ट में ऊर्जा की मात्रा होती है जो पूरी अमेरिकी आबादी 20 मिनट के भीतर खपत करती है।
दुनिया भर में हर साल लगभग 1.5 बिलियन डिस्चार्ज दर्ज किए जाते हैं, यानी। बिजली पृथ्वी की सतह पर प्रति सेकंड लगभग 40-50 बार प्रहार करती है।
11 नवंबर, 2006 को, वैकल्पिक ऊर्जा होल्डिंग्स ने एक प्रोटोटाइप संरचना बनाने में अपनी सफलता की घोषणा की जो बिजली के कब्जे को प्रदर्शित कर सकती है और फिर इसे "घरेलू" बिजली में परिवर्तित कर सकती है। कंपनी ने कहा कि मौजूदा औद्योगिक एनालॉग का पेबैक 0.005 डॉलर प्रति kWh के खुदरा मूल्य पर 4-7 साल होगा। दुर्भाग्य से, व्यावहारिक प्रयोगों की एक श्रृंखला के बाद, परियोजना प्रबंधन को विफलता की रिपोर्ट करने के लिए मजबूर होना पड़ा। तब मार्टिन ए. उमानी ने बिजली की ऊर्जा की तुलना परमाणु बम की ऊर्जा से की।
2013 में, प्रयोगशाला में सौंगथैम्पटन विश्वविद्यालय के कर्मचारियों के प्रयासों से, प्राकृतिक मूल की बिजली के सभी मापदंडों के समान एक कृत्रिम चार्ज का अनुकरण किया गया था। अपेक्षाकृत सरल उपकरणों के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक इसे "पकड़ने" में सक्षम थे और कुछ ही मिनटों में स्मार्टफोन की बैटरी को पूरी तरह चार्ज कर सकते थे।
बिजली के खेत अभी भी एक सपना हैं। वे बहुत सस्ती ऊर्जा के अटूट पर्यावरण के अनुकूल स्रोत बन जाएंगे। ऊर्जा के इस क्षेत्र का विकास कई मूलभूत समस्याओं से बाधित है:
स्पष्ट कठिनाइयों के बावजूद, बिजली के खेतों को बनाने का विचार जीवित है: मानव जाति वास्तव में प्रकृति को वश में करना चाहती है और विशाल अक्षय ऊर्जा भंडार तक पहुंच प्राप्त करना चाहती है।
25.04.2018
इस दिशा को अभी भी सैद्धांतिक कहा जा सकता है। इसका सार बिजली की ऊर्जा को पकड़ना और फिर इसे पावर ग्रिड पर पुनर्निर्देशित करना है। ऊर्जा का ऐसा स्रोत अक्षय है, विशेषज्ञ इसे एक विकल्प के रूप में वर्गीकृत करते हैं, दूसरे शब्दों में, पर्यावरण के अनुकूल।
जैसा कि हम स्कूल के पाठ्यक्रम से याद करते हैं, बिजली का बनना एक जटिल प्रक्रिया है। विद्युतीकृत बादलों से, मुख्य निर्वहन पृथ्वी की ओर बढ़ता है, जो इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन द्वारा स्ट्रीमर (डिस्चार्ज) में संयुक्त रूप से बनता है। इस लीडर डिस्चार्ज के पीछे एक गर्म आयनित चैनल बनता है। बदले में, मुख्य बिजली का निर्वहन इस चैनल के साथ पृथ्वी से दिशा में चलता है, जो एक शक्तिशाली विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत सतह से बाहर निकलता है। प्रक्रिया बिजली की गति के साथ आगे बढ़ती है, एक सेकंड में कई बार खुद को दोहराती है। मुख्य काम इस डिस्चार्ज को पकड़कर पावर ग्रिड को भेजना है।
आकाशीय बिजली में लोगों की दिलचस्पी बहुत लंबे समय तक रही। यह बेंजामिन फ्रैंकलिन को याद करने योग्य है, जिन्होंने अपने प्रयोगों में एक आंधी के दौरान पतंगों को लॉन्च किया और परिणामस्वरूप महसूस किया कि वे विद्युत शुल्क एकत्र करते हैं।
अगर हम बिजली की ऊर्जा के बारे में बात करते हैं, तो एक निर्वहन में 145 लीटर गैसोलीन के बराबर शुद्धतम ऊर्जा के पांच अरब जूल एकत्र किए जाते हैं। वैज्ञानिकों ने गणना की है कि एक बिजली की हड़ताल संयुक्त राज्य की आबादी को 20 मिनट तक ऊर्जा प्रदान कर सकती है। और अगर हम इस बात को ध्यान में रखें कि हर साल डेढ़ अरब डिस्चार्ज (40 से 50 डिस्चार्ज प्रति सेकंड) पूरी पृथ्वी पर हमला करते हैं, तो संभावनाएं वास्तव में आश्चर्यजनक हैं।
2006 में अल्टरनेटिव एनर्जी होल्डिंग्स के प्रतिनिधियों ने एक बयान दिया कि उन्होंने सफलतापूर्वक एक संरचना का एक प्रोटोटाइप बनाया है जिसकी मदद से कोई स्पष्ट रूप से दिखा सकता है कि बिजली कैसे पकड़ी जाती है और घरेलू जरूरतों के लिए ऊर्जा में परिवर्तित होती है। अल्टरनेटिव एनर्जी होल्डिंग्स के अनुसार, मौजूदा औद्योगिक एनालॉग 4-7 वर्षों में अपने लिए भुगतान कर सकता है यदि ऊर्जा की खुदरा लागत $ 0.005 प्रति किलोवाट / घंटा है। लेकिन किए गए प्रयोगों की श्रृंखला, जाहिरा तौर पर, प्रभावशाली परिणाम नहीं दिखा, और परियोजना प्रबंधकों ने इसे बंद कर दिया। उसके बाद, बिजली की ऊर्जा और परमाणु बम की ऊर्जा को एक पंक्ति में रखा गया (मार्टिन ए। उमानी के अनुसार)।
कुछ साल बाद (2013 में), सौंघम्प्टन विश्वविद्यालय के कर्मचारियों ने प्रयोगशाला में एक कृत्रिम चार्ज का अनुकरण किया, जो प्राकृतिक बिजली के मापदंडों के साथ मेल खाता है। अपेक्षाकृत सरल उपकरणों का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिक चार्ज को कैप्चर करने और स्मार्टफोन की बैटरी को मिनटों में पूरी तरह चार्ज करने में सक्षम थे।
बिजली को "पकड़ने" के लिए खेत अभी भी सिर्फ एक सपना है। वे पर्यावरण को नुकसान पहुंचाए बिना अंतहीन रूप से सस्ती ऊर्जा प्राप्त कर सकते थे। इस दिशा के विकास में बाधक मुख्य समस्या अगले गरज के स्थान और समय की भविष्यवाणी करने की असंभवता है। यही है, यहां तक कि निर्दिष्ट अधिकतम संख्या में बिजली के हमलों के साथ, बड़ी संख्या में "जाल" को माउंट करना आवश्यक है।
अभी भी अन्य समस्याएं हैं, जो इस प्रकार हैं:
और फिर भी, ऐसी समस्याएं बिजली के खेतों को बनाने का सपना देखने वाले लोगों को नहीं रोकती हैं। आखिरकार, प्रकृति को वश में करने और अक्षय ऊर्जा संसाधनों तक पहुंच प्राप्त करने का सपना सैकड़ों वर्षों से मौजूद है और अधिक से अधिक वास्तविक होता जा रहा है।
