1980年代後半以来、雷エネルギーの採取の可能性を調査する試みがいくつか行われてきました。1回の雷は比較的大きなエネルギー（約5ギガジュール[1]、または約38英ガロン（172リットルのガソリン）に蓄えられるエネルギー）を運びます。しかし、このエネルギーは狭い場所に集中しており、非常に短い時間（マイクロ秒[2]）に放出されるため、非常に高い電力が関与します。[3]雷に含まれるエネルギーを利用して、水から水素を生成する、雷による水の急速な加熱のエネルギーを利用する、[4]避雷器のグループを使用して雷を直接、または熱や機械エネルギーに変換して雷を利用する、[要出典]あるいは、十分な間隔を置いてインダクタを使用することで安全な量のエネルギーを捕捉する、[5]といった提案がなされてきました。
概要
雷エネルギーを収集する技術は、雷に含まれる高電力を迅速に捕捉できる必要があります。さらに、雷は散発的に発生するため、エネルギーを収集して貯蔵する必要があります。高電圧の電力を貯蔵可能な低電圧の電力に変換することは困難です。[4]
2007年夏、オルタネート・エナジー・ホールディングス社（AEHI）という代替エネルギー企業が、雷のエネルギーを捕捉する方法を試験しました。このシステムの設計は、イリノイ州の発明家スティーブ・ルロイ氏から購入されたものです。ルロイ氏は、人工の小さな雷のエネルギーを捕捉し、60ワットの電球を20分間点灯させたと報告されています。この方法は、タワー、入射エネルギーの大部分を分流する装置、そして残りのエネルギーを蓄えるコンデンサで構成されていました。AEHIのCEOであるドナルド・ギリスピー氏によると、彼らは「うまく動作させることはできなかった」ものの、「十分な時間と資金があれば、おそらく規模を拡大できるだろう…これは黒魔術ではなく、真の数学と科学であり、実現可能である」とのことです。[6]
フロリダ大学雷研究所の共同所長であり、雷に関する権威のマーティン・A・ウーマン氏によると[7] 、 「一回の落雷は、速くて明るいものの、地上に到達するまでにエネルギーはほとんど残っておらず、100ワットの電球5個を1年間点灯させるには、AEHIがテストしたシステムで使用されているような避雷塔が数十基必要になる」とのことです。ニューヨーク・タイムズ紙のインタビューを受けた際、ウーマン氏は「雷雨のエネルギーは原子爆弾に匹敵するが、地上から雷のエネルギーを回収しようとするのは絶望的だ」と述べています[6] 。
雷からエネルギーを採取しようとする際のもう一つの大きな課題は、雷雨がいつどこで発生するかを予測することが不可能であることです。嵐の最中でも、雷が正確にどこに落ちるかを知ることは非常に困難です。[1]
指向性血漿チャネル
雷の集光を容易にするために、レーザー誘起プラズマチャネル（LIPC）を用いることで、理論的には雷の発生場所を予測することが可能です。高出力レーザーを用いてイオン化されたガス柱を形成し、これが雷の放電を大気中に導通させ、集光のために地上ステーションへと誘導することが可能です。[8]
フランスとドイツの共同研究機関であるCNRS（フランス）とドイツDFG （ドイツ）が共同で開始した国際プロジェクトであるテラモバイル[9]は、超短パルスレーザーを用いて雷雲の電気活動を誘発することに成功しました。5テラワットという高いピークパルス電力が使用されましたが、パルス長が極めて短い（150フェムト秒）ため、平均電力はわずか2.7ワットでした。現時点では、レーザー誘導雷の用途は、雷エネルギーを採取するのではなく、雷の方向を変えて被害を防ぐことに利用されています。[10]
参照
参考文献
- ^ ab “雷で都市に電力を供給できるか？”physics.org. 2020年5月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年9月1日閲覧。
- ^ 白石康弘、大塚隆弘（2006年9月18日）「風力発電機構造物を流れる雷電流の直接測定」電気技術誌. 157 (4): 42. doi :10.1002/eej.20250. S2CID 110075189.
- ^ 「雷雨の帯電」アール・R・ウィリアムズ、サイエンティフィック・アメリカン、1988年11月、88～99ページ
- ^ ab Knowledge, Dr. (2007年10月29日). 「なぜ雷を捕らえて使える電気に変換できないのか？」ボストン・グローブ. 2009年8月29日閲覧。
- ^ Helman, DS (2011). 「代替エネルギーのための雷の捕獲」.再生可能エネルギー. 36 (5): 1311– 1314. Bibcode :2011REne...36.1311H. doi :10.1016/j.renene.2010.10.027.
- ^ ab Glassie, John (2007年12月9日). 「ライトニング・ファームズ」.ニューヨーク・タイムズ. 2009年8月29日閲覧。
- ^ ウマン氏が2001年のフレミング賞を受賞。www.agu.org
- ^ ディスカバリーニュース照明コントロール https://www.youtube.com/watch?v=eBzxn2LEJoE
- ^ 「テラモバイル」.
- ^ ジェローム・カスパリアン、ジャン＝ピエール・ウルフ(2010). 「レーザーを用いた雷制御について」. 超高速強力レーザー科学の進歩(PDF) . シュプリンガー化学物理学シリーズ. 第98巻. pp. 109– 122.書誌コード:2010pui5.book..109K. doi :10.1007/978-3-642-03825-9_6. ISBN 978-3-642-03824-2。
