原创 雷电与储能

2014-12-2 22:29 1497 13 32 分类: 消费电子
         当我在办公室看见不远处有一棵树有一半背雷劈死时,我想如果能把雷电利用起来哪是多好的事了。
       现在发电厂大约可以分为:火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电场、其他新能源发电厂(如地热发电厂、潮汐发电厂、太阳能发电厂等)。各种类发电厂的利与弊如下:
      (1)火力发电厂
      火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂,它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。  火力发电是现在电力发展的主力军,目前我国的发电厂主要是燃煤机组,容量占 80%。截止 2010 年底,全国电力总装机容量突破 9.62 亿千瓦,其中火电装机容量达 7.066 亿千瓦,约占总装机容量的 74.5%。由此可见,火电厂无论是对国民经济的发展,还是人民生活水平的提高,都起着重大作用。但火力电厂存在着不可忽略的弊端: 
      a.煤燃烧产生的二氧化硫,是产生酸雨的主要原料。
       b.燃烧产生的粉尘会使得周围环境的空气变得浑浊,人呼吸这样的空气会使肺部产生病变,严重的还会转化为肺癌。
      c.冷却水的排放会对下水道的水体迅速升温,影响污水处理厂的运行,严重影响周围居民的饮水安全。纵观未来几年,火电仍占领电力的大部分市场,但火电技术必须不断提高发展,提高燃料利用效率,广泛应用煤的脱硫技术,运用专业的吸收设备对尾气进行除粉尘,才能适应和谐社会的要求。
       (2)水力发电厂
       利用水流的动能和势能来生产电能,简称水电厂。水流量的大小和水头的高低,决定了水流能量的大小。从能量转换的观点分析,其过程为:水能→机械能→电能。水力发电是将高处的河水(或湖水、江水)通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转带动发电机发电。以水轮发电机组发电的发电厂称为水力发电厂。现阶段,中国经济已进入新的发展时期,在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时,资源和环境制约趋紧,能源供应出现紧张局面,生态环境压力持续增大。因此,加快西部水力资源开发、实现西电东送,对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展,无疑具有非常重要的意义。另外,大力发展水电事业,开发那些经济落后地区的水力资源,能将自然资源转化为财富输出,以此带动其他产业发展,有力促进地方经济的全面发展。对于推进地方农业生产、提高农民收入,加快脱贫步伐具有不可替代的作用。但水力发电厂建设费用高,发电量受水文和气象条件限制。比如,三峡大坝工程总投资为 954.6 亿元人民币,历时 12 年完工,工程量极大!而且改变了长江水系的原有水分分布的时空格局,未来 10 年将引起一系列生态环境问题,最主要的表现就是下游湖泊、河道珍稀水生生物灭绝、湖泊自净能力下降、河道断流、支流水系两岸生态环境恶化。另外,三峡水库蓄水期间的高水位可能引发地质灾害,包括地震、滑坡、岩崩、泥石流等。
      (3)核能发电厂
      核能发电是利用原子反应堆中核燃料(例如铀)慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽(代替了火力发电厂中的锅炉)驱动汽轮机再带动发电机旋转发电。以核能发电为主的发电厂称为核能发电厂,简称核电站。学过物理的人都知道,原子核里面蕴藏着惊人的能量!核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,每千瓦时电能的成本比火电站要低 20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如,一座 100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨,而相同功率的核电站每年仅需核燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染,几乎是零排放,对于发展迅速环境压力较大的中国来说,再合适不过了。但核能的利用还存在着一个严重的问题,核电站在运行时不能出半点差池。乌克兰的切尔诺贝利核电站的核泄漏事故就是最好不过的前车之鉴。该事故造成死亡人数达 9.3 万人,27 万人致癌,经济损失约 180 亿卢布,随后核污染严重地影响了周边将近 20 个国家!而且,还有一些非人为的原因(地震,海啸等)而导致核泄漏,比如此前日本震级高达 9.0 的地震和海啸所引发的核电厂危机,严重地制约着该地区人类的安危。因此,核电的广泛开发还要面临着严峻的挑战!
       (4)风力发电厂
      利用风力吹动建造在塔顶上的大型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电,由数座、十数座甚至数十座风力发电机组成的发电场地称为风力发电场。风力发电零污染,清洁,环境效益好,而且我国东北、华北、西北和东部沿海地区都有着丰富的风力资源。但一方面,风力发电的成本高,设备庞大运输组装不便,寿命也短,发电过程中产生的噪音大,影响周边居民的日常生活;另一方面,风力发电将阻滞大气层对流,破坏中国的季风性自然气候,尤其是来自海洋的湿润的东南季风,给中国大陆带来大量的降水,若东南季风被大量的风力发电机拦截,中国大陆将陷入干旱的深渊。
       (5)其他新能源电厂
       太阳能发电厂
       利用太阳能发电有两大类型:一种是将太阳能直接转变成电能,另一种是先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能。太阳的能量是用之不竭,据统计,每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于 130 万亿吨煤,因此太阳能发电具有普遍、无害、长久的优势。但由于太阳光辐射的间断性和散射性,加上目前光电技术不成熟,所以太阳能发电效率低且成本高。
       地热发电厂
       地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术,其基本原理与火力发电类似,首先把地热能转换为机械能,再把机械能转换为电能。地热发电经营成本低,环保,零碳排。但前期投入资本巨大,且被目前的技术所限制。比如,前期地质学家得先进行一些前期工作,包括勘察,探钻等方式,来确定某个地方地下是否有足够的地热来提供热源发电。
       潮汐发电厂
       潮汐发电与普通水利发电原理类似,通过出水库,在涨潮时将海水储存在水库内,以势能的形式保存,然后,在落潮时放出海水,利用高、低潮位之间的落差,推动水轮机旋转,带动发电机发电。潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。但潮汐发电的土建和机电投资大,造价较高,且设备受海水腐蚀严重。
(以上来源于百度文库中《各种类发电厂的利弊和发展前景》)
       以上发电厂还一个很大缺点,就是发电厂到用户距离大多都很远,不得不升压降压,在线路上浪费很多电。雷电厂只要有打雷的地方就有电厂,成熟后我们可以把雷电厂建在距城市更近的地方(和以上发电厂相比)。
       当我一说用雷电建雷电厂就有人说,哪么高的电压如何降压,不然就是找死。普通闪电,电压为 3~200 百万伏直流,电流为 2000~3000 安。超级闪电电压可以达到上亿伏直流。降压是何等的难,如此高的压如何降?我认为用大地或空气可以降压。如果不能哪地球上哪一处有雷电,哪不是到处都有电了?但是我们要计算出大地或空气在 N 倍超级闪电时的电阻,就能得到我们想要的电压了。我个人认为大地降压会更好实现一些,用空气降压我们就一定建一个很大很宽的陶瓷棚,不然很容易出事或不能正确让他电到的地方。
       大地降压,我们可以加水或其他的东西来实现导电的大小,我把这种叫作特制土。降到我半导体能接受的电压时,我们还要稳压、整流和加过压电流保护后给电池充。电池可以放一个圈,放 N 层。也可以扩展 N 个圈。当以上在一个地方实验成功后,一定是要成功了。我们可以只要一个省或一个国家一处有雷电,处处的电池都可以充电,或者更广。因为我们知道我们的公路是水泥和钢筋建成,楼房下面也是水泥和钢筋。钢筋是导电的,因为雷电的电压高,导通到全省、全国或更远不是问题。公路和楼房的绝缘是一个很大的困难。也可以做特制金属放在公路和楼房之中用来导电。
        在近城市建雷电厂是可以的,立一个或多个引雷特制金属棍,把电引到雷电厂去。这样的前提是实验要成功后。大地降压会发去很多时间、人力和物力做实验。电池现在也不能做成超级蓄能池,虽然以色列 StoreDot 公司用新材料研发出手机电池只需充电 30 秒就能维持一天,大约 2016 年能产品化。但要做到能给一个城市供电一小时或更久的超级蓄能池,充电也只要 30 秒或更短时间充足电,还有很长的路要走。如果是用现有铅酸蓄电池或铝电池等也是可以的,只是要很多个并联和串联。
       当雷电由多个蓄电池蓄好后,汇总后再给用户所用的蓄电池充电。如果有超级蓄能池我们高铁就不用架高压线,就不会有机车与高压线接触不好打火了。飞机、汽车和船等都带来很大改变。真正走进一个更新的时代。
手图如下:
2.jpg
 盘廷进
 2014.12.01.03 

真正走进一个更新的时代。 真正走进一个更新的时代。真正走进一个更新的时代。真正走进一个更新的时代。真正走进一个更新的时代。 ,,, 

文章评论19条评论)

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zhanglii2011_392530165 2015-1-6 16:20

感觉有点不靠谱。不过可以测算一下,大概每个地方被雷劈中的能量每年有多少。

用户705020 2014-12-14 18:35

我想全世界三个月不打雷的可能性很小,我想的是全世界雷电联网充电。

用户705020 2014-12-14 18:33

实验当中可能会有人出事,就像核一样,不知要了多少人的命。但实验时可以人走远一点,或住进法拉第屏蔽盒内。一定要确保人生安全。

用户705020 2014-12-14 18:26

真正降压的地与地球的大地是分开来的,或说是特冶的土,加了其他的东西进去。是一个很大的网络一起充电。高压降压一般是用变压器降压。  但雷电要用特冶的土降到现有变压器能接受的电压才可以用变压器或其他的降压。

用户1650323 2014-12-9 15:48

要是做好了估计维修费要大于盈利。天有不测风云,你一万次成功的把云中的电荷储存起来,但是只要有一次没有计算准,就会把设备打坏或出人命。不过雷电也不是不能降服的,小时候我们也做过一些实验期望用云里的电荷发电,用细漆包线和鞋底线并在一起放风筝,底端用氖泡与大地连,有时有些云会带电的,当氖泡很亮时,旁边的避雷器会吱吱响,人赶快逃。把一根绳子将高压拉到蓄电池上,看并在蓄电池上万用表上电压是否上升。只是风筝不易控制,惊醒动魄玩云发电。记得小时候玩矿石收音机时也经常发现天线与大地之间的放电管有放电现象,每到雷雨天都不敢听矿石收音机。

用户1430619 2014-12-8 16:35

看看

用户603636 2014-12-8 14:20

想法是好的,但方案基本不可行,雷电是放电,能量是在云中,不是在雷中

liyaoshi_749601960 2014-12-7 19:51

这里越来越水了... 马上沦落到十万个为什么的水平了

用户1406868 2014-12-5 18:30

       博主忘了一个最基本的定律:欧姆定律。如他所设想的把极高的雷电电压通过土地降压,也即串了个极大的电阻降压,减小雷电电流,那99.99%以上的电能都会白白消耗到土地里了。现在的各种从较高电压取电的电源,有用电阻降压的吗?

用户1406868 2014-12-5 14:08

想法比较天真,投入的成本和你要的事情,估计按现在的GDP,还不如建个核电站!
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用户705020 2014-12-03 20:51
雷电与储能
   当我在办公室看见不远处有一棵树有一半背雷劈死时,我想如果能把雷电利用起来哪是多好的事了。        现在发电厂大约可以分为:火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电场、其他新能源...
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