Mennyi energia rejlik egy villámban?

2024. december 07

A kép csak illusztráció (Forrás: Pixabay)

A villám a felhőkben felhalmozódó pozitív és negatív töltések közötti egyensúlyhiány következtében bekövetkező elektromos kisülés.

Bár a villámcsapások többsége a felhők között vagy azokban történik, az Egyesült Államok területén évente mintegy 40 millió villámcsapás éri a földet. Ez a Centers for Disease Control and Prevention (CDC) adatai szerint komoly veszélyt jelent, hiszen a villámcsapások sérüléseket és haláleseteket is okoznak, mint ahogy erről a kapcsolódó anyagok közt is lehet olvasni.

hirdetés

De vajon lehetséges-e a villám energiáját begyűjteni és közösségek energiaellátására felhasználni? Nézzük meg, mit mond erről a tudomány, írja a Treehugger.

Mennyi energiát tartalmaz egy villám?

Egy villámcsapás tízszer annyi elektromos energiát generál, mint amennyi a nagyfeszültségű vezetékeken áramlik.

Hőenergia: A villám által felmelegített levegő hőmérséklete rövid időre eléri az 50 000 Fahrenheit-fokot (kb. 27 760 Celsius-fok), amely forróbb, mint a Nap felszíne.

Hangenergia: A dörgés hanghullámai akár 40 kilométerre is eljuthatnak.

Villamos energia: Egyetlen villám akár 10 gigawatt (GW) energiát is termelhet, amely nagyjából az Egyesült Államok 2021-es napelemes tetőpanel-kapacitásának egyhatoda. Mindez azonban csupán ezredmásodpercek alatt játszódik le, és az energia begyűjtése rendkívül nehéz feladat.

Begyűjthető-e a villám energiája?

A villám háromféle energiát hordoz vagy termel: elektromos, hő- és hangenergiát. A kutatók az elmúlt években különféle módszereket vizsgáltak:

Az elektromos energia begyűjtése

Számos kísérlet történt már nagyfeszültségű kapcsolókörök és mágneses kondenzátorok segítségével, hogy a villám energiáját tárolható formába alakítsák. Léteznek szabadalmak erre a célra, de ezek a rendszerek eddig nem terjedtek el széles körben. A legnagyobb kihívás az energia biztonságos szintre történő csökkentése.
A villamosenergia-hálózatoknál a nagyfeszültségű vezetékekről 345 000 voltról fokozatosan csökkentik az áramot 120 voltra, amelyet az otthoni berendezések biztonsággal használnak. Egy villám esetében azonban ez az érték akár milliárd volt is lehet, amit még nem sikerült megfelelően "leszelídíteni".

Hőenergia hasznosítása

A villám által termelt hőenergia megdöbbentő, de rövid életű. Az új kutatások szerint a hőt elektromossággá alakító félvezetők, például paramagnonok alkalmazása lehetne a kulcs a villám energiájának kiaknázásához. Egyelőre azonban a fejlesztések inkább a gyártási folyamatok vagy járművek hulladékhőjének hasznosítására koncentrálnak.

Hangenergia átalakítása

A hanghullámok elektromos energiává alakítása szintén lehetséges. Bár a dörgés által keltett hang intenzív (akár 120 decibel a forráshoz közel), az urbanizációból származó zajforrások megbízhatóbb és könnyebben hozzáférhető kutatási területet kínálnak.

Miért nem használjuk ki a villám energiáját?

A villám energiájának hasznosítása számos gyakorlati akadályba ütközik:

Kiszámíthatatlanság: A villámok időben és térben sokkal kevésbé kiszámíthatóak, mint a szél- vagy napenergia.

Tárolási nehézségek: Az energiatárolási technológiák még gyerekcipőben járnak, és nem képesek ellenállni egyetlen villámcsapás hatalmas energiájának.

Politikai prioritások: A kutatási pénzek és politikai támogatások jelenleg inkább a már kiforrott megújuló energiák (víz-, szél- és napenergia) fejlesztésére összpontosítanak.

Kilátások a jövőre

Bár a villám energiájának begyűjtése ígéretes technológiai lehetőség, egyelőre inkább találmányokról álmodozó egyének célja, semmint széles körben elfogadott megoldás. Ahogy egy tanulmány is megjegyzi: „Ez nem olyan bonyolult tudományos vállalkozás, mint például a fúziós reaktorok.” Benjamin Franklin már az 1700-as években elkezdte a villámok „megfogását” a villámhárítókkal, de az energia megszelídítése még mindig előttünk áll.

A villám energiája tehát egyelőre inkább természeti csodaként szolgál, mintsem fenntartható energiaforrásként.