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:
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.
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
