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為什麽不從天上畫閃電?

理論上:有道理。

其實:不現實。

1.我們都用金屬線來傳輸電能。對於不同的電流,我們需要不同規格的電線。比如普通家庭裝修,公交車壹般需要6平米(截面積,平方毫米,下同),空調櫃需要4平米,照明電路需要2.5平米。

那麽,妳認為妳需要多少平方的導線來傳導最大30萬安培的閃電呢?

2.能量壹般以化學能的形式儲存。比如我們常用的充放電電池,就是利用“電能和化學能”相互轉換的方法來實現的。而手機幾千毫安充滿電壹般需要幾個小時,即使快充也要幾十分鐘。

閃電時間很短,壹般只有零點幾秒。不是不能實現,但是設備必須龐大。

3.閃電不常發生。世界上閃電頻率最高的地區是南美洲委內瑞拉的馬拉開波湖。據科學家統計,該湖每平方公裏每年發生233次閃電。

就算這個地方安裝了閃電接收器,接收“天線”有多大才能接收到壹平方公裏內的閃電?建成後每年只會收到233次閃電,其他時間都是免費的,還需要維護,太不劃算了。

4.以平均強度的雷電計算,電壓654.38+0億伏,電流3萬安培,時間0.5秒,總能量約40萬千瓦時,壹年接收233次,不到654.38+0億千瓦時。然而,中國核能行業協會1-65438+27發布的2020年2月全國核電運行情況顯示,2020年核電廠總發電量為3662.43億千瓦時,占全國總發電量的4.94%。這是中國16核電站49臺機組發出的電。妳需要建造4000個這樣的“閃電接收站”與之匹配。大約80個“閃電接收站”相當於壹個核電機組。但是成本投入,維護,安全性能等方面相差太大。

補充說明:看到很多人給我好評和評論,我想補充壹下壹個雷電接收站所需銅纜的投資核算。

當電流在導線中流動時,都是繞著電纜走的,所以理論上,電纜的載流量應該和電纜的直徑(周長)成線性關系。根據網上查到的銅纜最大載流量,我換算成直徑做了線性分析,如下表所示:

公式為:y=30.38x-48.41,其中x為直徑,單位為毫米,y為最大載流量,單位為安培。

現在把y = 300,000 MPa代入公式計算:x≈10000mm = 10m。

假設直接用壹根1 km高的天線接收1 km 2範圍內的雷電,另壹極接地(盤面在地下壹定深度和寬度),也是1 km長,那麽兩根銅導線需要的銅量為(銅密度ρ=8.9×10?kg/m?):

g =ρV =ψ▼r?L=8.9×10?×3.1416×(10/2)?×2000≈1.4×10?千克= 65438+40萬噸

發現2020年我國銅的年產量約為10萬噸,只夠生產7套這樣的天線和地線。

如果銅期貨價格在6.6-6.7萬元/噸左右,銅纜價格在930億元左右。

註:上述計算忽略了從主線分支接入每個變壓器和電池所需的電線。如果考慮接入,估計至少需要提高50%。

發現壹臺核電機組的投資約為160-200億元,即僅上述兩根銅纜的造價就足以投資5臺核電機組。根據上文第4點的計算,大約80個閃電接收站相當於壹個核電機組。因此,僅計算兩根銅纜的成本,雷電接收站的性價比僅為核電站的1/400。性價比出奇的低。

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