Bouřka je pompézní představení v atmosféře, které přináší hodně hluku, vody, blesků, větrů a emocí. Zároveň je to ale také ohromující zdroj energie, divoké, nespoutané, ale s důmyslnými technologiemi možná přinejmenším z části přístupné pro energetiku.
Dešťové technologie, které těží energii kapek deště nebo větrné turbíny, které zvládají vichry, ale nejsou nic proti bleskosvodným dronům, které kvůli lapání blesků vyvíjí klíčová japonská telekomunikační společnost Nippon Telegraph and Telephone (NTT).
Blesků se lidé obvykle bojí. Typický bouřkový blesk má tloušťku zhruba jako palec, délku 3 až 5 kilometrů a vzduch kolem sebe ohřeje na teplou pětkrát vyšší než na povrchu Slunce. Každoročně je zasaženo bleskem asi 240 tisíc lidí, přičemž zhruba každý desátý zemře.
Blesky také páchají materiální škody. Například v Japonsku to dělá 0,7 až 1,5 miliard dolarů na pojistném. Infrastruktura společnosti NTT je hodně na ráně a blesky jí způsobují podstatné ztráty. Proto vývojáři NTT přicházejí s pozoruhodným „leteckým“ řešením v podobě bleskosvodné multikoptéry, která může chránit infrastrukturu a současně těžit energii blesků.
Jak s nefalšovanou uštěpačností poznamenává Loz Blain na platformě New Atlas, fotky a infografiky NTT nestojí za nic. Přesto jde o technologii, která stojí za zmínku. Nápadný konstrukčním prvkem bleskosvodné multikoptéry je Faradayova klec, která chrání elektroniku dronu a usměrňuje brutální energii blesků. Také je vybavená 300 metrů dlouhým vodivým drátem, který vede až na zem a na horním konci soustavou malých „hromosvodů,“ jejímž úkolem je zřejmě zvyšovat šanci zásahu bleskem.
„Bleskový“ tým NTT si loni v prosinci počkal na vhodnou bouřku. Když nastaly podmínky pro blesky, vyslali dron do letové hladiny 300 metrů. Po propojení vodového drátu s kabelem vzniklo napětí přes 2 tisíce voltů, které generovalo kolísající elektrické pole kolem dronu. Tím způsobem úspěšně vyvolali zásah bleskem z mraku nad dronem. Došlo při tom k částečnému natavení Faradayovy klece, ale samotný dron zůstal stabilní v letu.
Podle týmu NTT to bylo poprvé, kdy dron záměrně vyvolal a usměrnil blesk. Teď pokračují ve vývoji technologie leteckého bleskosvodu, který by chránil struktury, u nichž je obtížné používat klasické bleskosvody, například větrné turbíny. Současně vyvíjejí technologii, která by zkrotila a uskladnila energii blesku pro energetiku. Zatím to jsou spíš jen plány, uvidíme, co z toho vzejde.
Video: Úder blesku do transformátoru
Literatura
Laser spustí hromy a blesky
Autor: Jaroslav Petr (16.04.2008)
Přesné laserové paprsky by mohly manipulovat s blesky
Autor: Stanislav Mihulka (14.11.2020)
Záhadnou klikatost blesků vysvětlují excitované molekuly v ovzduší
Autor: Stanislav Mihulka (11.12.2022)
Hromosvod Laser Lightning Rod navádí blesky laserovým paprskem
Autor: Stanislav Mihulka (17.01.2023)
Úder blesku do stromu stvořil doposud na Zemi neznámý fosforový materiál
Autor: Stanislav Mihulka (13.04.2023)
Diskuze:
dron je asi dobrý nápad
J P77,2025-04-26 19:26:45
Dron je asi dobrý nápad, ale svůj nepůjčím :)
Pamatuju z elektro školy trochu jiný znalosti než v diskuzi. Třeba že běžný blesk uživí město 5000 lidí na 5 roků.
Tloušťka ionizovaného kanálu se dávno ví. Palec, teda 2,54 cm bych odhadoval spíš jako větší blesk, ale asi běžně reálný.
Velký krátkodobý výkon se mě zdá že není problém. Ohřál bych vodu v elektricky izolovaném bazénu, přečerpal do velké nádrže a uskladnil, pak odebíral do běžné třeba plynové teplárny pro vytápění i pro dohřátí na výrobu páry pro turbínu.
Nepředvídatelnost taky nevidím jako problém. Když se na kopci postaví stožár a z něj tenký drátek na dron, tak tam za bouřky bude vysoká pravděpodobnost zásahu, vzniklé teplo ve vodě se využije i když bude různý.
Velké zvýšení výšky díky dronu hodně pomůže s úspěšností zásahu.
U solárů se taky neví výkon předem a využití maj.
U elektrokotlů v elektrárnách pro vyrovnání sítě se taky výkon předem neví a využití maj ve výrobě tepla.
Re: dron je asi dobrý nápad
F M,2025-04-29 00:55:45
Ono se dlouho těm bleskům nerozumělo. Dnes to vychází tak, že ty silnější (z těch směrem k zemi) nesou několik GJ (dle wiky až 7), rozpětí od stů MJ. Z toho pro jednoduchý odhad (3,6GJ) vyjde 1MWh což je v silové elektřině dejme tomu 2500kč, což je samozřejmě nedosažitelné sci-fi, s těmi vyššími čísly by ten potenciál vypadal jinak, ale i ty problémy. Aparát který by to zvládl vstřebat a rozložit v čase přímo jako proud asi ani není reálný, případná teoretická cena bude astronomická. Pokud by se do tepla v vodě dostal zlomek (a to bude problém vzhledem k těm milisekundám a šílenému výkonu) a následně zase zlomek turbínou, tak jak s řízením příkonu aby to neexplodovalo, ale zas aby to fungovalo, při tom potenciálním zisku se to stále hrubě nevyplatí, s těmi technickými problémy o řád+.
K tomu prostému ohřevu vody, 1MWh prý ohřeje 8,5m3 na bod varu (nechtělo se mi to počítat beru z netu), jenže kolik tam opravdu skončí v teple bez odporu a kolik tam půjde pokud tam nějaký ten odpor bude (kudy jinudy to půjde). A stále je to milisekundový naráz, pokud by se ta energie opravdu podařila zachytit a přímo vést na odporová topná tělesa tak co to udělá v těch kovových traverzách, nebo na jejich povrchu, plasma a explozi?
Jiná věc je ta ochrana a přežití/znovupoužitelnost dronu, ale tam jsem zaznamenal nějaké laserové iontové kanály za pár desítek W, tam vsakz bude nákladná aparatura. To si takhle z místa netroufnu rozsoudit co kde bude dávat větší smysl.
Asi jsem si ten zbytek po té "hodnotě blesku" mohl odpustit, ale mazat to nebudu, třeba někdo odpoví na některou z těch otázek.
Maracaibo
Jana Červinková,2025-04-25 20:23:19
Měli by to zkoušet ve Venezuele u jezera Maracaibo. Tam by mohla být elektrárna, která by nemusela čekat na blesky.
Atmosférická elektrická energie
Vojta Ondříček,2025-04-24 17:15:16
O její získání se pokoušeli badatelé od doby Franklina a u nás od doby Diviše.
Princip je prostý : na elektricky izolovanou vodivou desku se připevní sada "hromosvůdků" prostě předimenzovaný drátěný kartáč, hroty nahuru. Umístěný na vyšším místě (střecha domu, věž, kopec) a zemnícím drátem protéká využitelný proud.
Jestli to chce někdo realizovat, tak by měl vědět, že tem elektrický proud se bude "pohybovat" mezi 0A a 200kA. Energie, respektivně elektrický výkon Pe = Ue x Ie. To znamená, že přijímač elektrického proudu musí mít optimalizovaný vstupní odpor (třeba 20k ohmů dá při 2kV a 0,01A zrovínka 20W). A to není zrovna k zahození. :-))
Libor Zak,2025-04-24 14:50:09
Jako ochrana snad, pro nějaké konkrétní události, třeba akce pod širým nebem. Jako plošná ochrana asi těžko. Co se bleskové energetiky týče, tak když jsem se o to zajímal, zjistil jsem, že nejen nepředvídatelnost toho, kde blesk udeří, ale i další potíže jsou důvodem proč se to nepoužívá. Problémem je třeba obrovský výkon, ale nízká celková energie. Blesk má obrovský okamžitý výkon (až miliardy wattů), ale celková energie jednoho výboje je relativně malá (řádově stovky MJ, což odpovídá energii pro napájení domácnosti jen na pár hodin). Uložitelnost něčeho takového je taky hodně velký problém. Možná, kdyby se tím zahřívala nějaká nádrž s vodou / pískem? Přeložil jsem si pomocí translátoru popisky na obrázku, žádné ukládání tam není, jen měření energie blesku a uzemění.
Zábavný experiment, ale praktický přínos v něm nevidím. Nic co by už neudělal skoro před třemi stoletími Benjamin Franklin s pomocí draka.
Až upřesní, jak přesně chtějí tu energii těžit a jak by to mělo vlastně pomáhat v praxi, tak to beru jako zábavný středoškolský experiment, jen za poněkud více Yenů.
Re:
Ilil Akil,2025-04-25 11:00:47
Pri nejakom energetickom využití treba brať do úvahy to, že blesk má tendenciu sa šíriť miestami s najmenším elektrickým odporom.
Takže by sa dala z blesku vždy využiť len malá časť.
Aj tá nádrž s vodou či pieskom - ako využiť z blesku čo najviac a aby zároveň blesk nešiel pomimo, kde potenciálne napácha rádovo vyššie škody.
Re:
Petr Pavlata,2025-04-26 13:03:04
Spis takovy drat obtocit kolem supravodice civky. Energie se pak da ulozit do ni.
Re: Re:
Vojta Ondříček,2025-04-27 05:45:00
:-))) Dobrý.
Už jsem také kdysi četl, že v permanentním magnetech každé reproduktorové bedny je tolik energie, že se s ní dá nadosmrti vytápět celý barák. :-)))
Co se dá dělat. Kutilové sní o konstrukci Perpetua mobile, nebo o papírové pyramidce ve sklepě, která zakonzervuje potraviny dokonaleji, než mrazák ... a zadarmo. Fakt. Můj známý má za sebou už spoustu staveb těchhle pyramidek. Bohužel, říká, že ještě nenašel ten správnej papír, aby to konečně fungovalo.
Re: Re: Re:
Franta Vejvoda,2025-04-29 11:43:58
A to já jsem tuhle četl, Einstein myslím, že se jmenoval, co to sepsal, že se dá z jednoho kila železa či peří vytěžit tolik energie, že by mi to stačilo v baráku do důchodku a ještě by zbylo pro sousedy (i v Austrálii).
Je k tomu potřeba jen drobnost, kilo antihmoty.
Papírové pyramidky taky znám, ale jeden čas míval dědoušek pod postelí jednu svařenou z ocelového drátu. Na odsávaní negativního pole geopatogenních zón, od význačného místního senzibila. Pak jsme to dali hasičům do šrotu, až poslechl doktora a vzal si konečně prášky na spaní.
Re: Re: Re: Re:
Vojta Ondříček,2025-04-30 02:27:28
Toho pachatele E = M x C^2 známe, ale vrtá mi hlavou, jestli 1kg hmoty + 1kg antihmoty = nejsou nakonec E = 2 x C^2 .
No a ty geo-patogenní zóny, v době kdy přišly do módy, donutily mou paní, aby mi nařídila naši postel natočit hlavama rovnou k oknu. Ráno si chválila dokonalý spánek v té nové pozici ... a když jsem se jí zeptal tak za týden, jak se jí spinká a má-li sladké sny, tak mi velitelským gestem nařídila šoupnout postel na původní místo. Jo, ta potvora autosugesce vydržela tři dny.
Po propojení vodového drátu...
Tomáš Králík,2025-04-24 14:44:21
Prosím o vysvětlení co se s čím vlastně spojilo.
"Po propojení vodového drátu s kabelem vzniklo napětí přes 2 tisíce voltů, které generovalo kolísající elektrické pole kolem dronu."
Je to tak, že dron vlastně vynáší do výšky drát připojený k nějakému kabelu na zemi? A tím propojením vznikne to napětí?
Re: Po propojení vodového drátu...
Vojta Ondříček,2025-04-24 16:56:35
Ten "vodový" bude možná vodivý (zemnící) drát.
To, že 300m nad zemí může být pod bouřkovým mrakem napětí 2kV, které samozřejmě neustále kolísá, je opravdu jen hrubý odhad. Ionizace vzduchu elektrickým napětím značně kolísá. V laboratoři se bude pohybovat kolem jednoho milionu voltů na metrový odstup (1MV/m). Ten vrtulníček má podle fotky několik tenounkých antének zvětšující efektivní plochu odběru proudu z elektro-statického potenciálu prostoru.
Takže první aplikací by mohl byl plynulý, i když kolísavý elektrický proud od antének (viz "eliášův oheň") vrtulníčku zemnícím drátem do proudového vstupu DC-měniče (2kV na řekněme 16V) pro nabíjení akumulátoru. Tento velmi kolísavý el. proud (dost menší než 0,1A, odhaduji) protéká tedy i vrtulníčkem a může dotoval aku vrtulníčka.
Druhou aplikací je ochrana nějakého objektu (třeba fotbalového hřiště, zoologickou zahradu, stádo ovcí) před přímým nebezpečným atmosférickým výbojem. Vrtulníček vyšle silná laserová paprsek do mraku nad sebou. Ionizací vzduchu laserem se napomůže vytvoření proudového kanálu a ten pak svede elektrický výboj do místa uzemněni. Ten zemnící (asi Alu) drátek se pochopitelně vypaří, takže jen jedno použití. Na ochranu stojícího objektu je ovšem výhodnější generátor paprsku laseru pevně na zemi, než nějaký vrtulníček.
Získání energie z atmosférického výboje je staletý, ale nerealizovatelný sen. Proud takového výboje má rozličnou a nepředvídatelnou intenzitu (10 ...200kA) a délku trvání (od ms po skoro sekundy). Na Zemi existují lokality s denními bouřkami a ani tam se to nedá prakticky realizovat.
Jen na okraj - blesk, je rozžhavený kanál vzduchu elektrického výboje. Ten kanál "svítí" určitou dobu i po ukončení elektrického výboje. Tvrzení, že ten výbojový kanál je silný jako palec je velmi odvážné a nelze jej brát vážně.
Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
