普通闪电的平均电功率约为10亿瓦,闪电放电时间约为0.2~0.3秒。所以不难计算出,一次闪电释放的平均能量约为10亿瓦× 0.2秒≈ 2亿焦耳,约相当于60千瓦时。几乎不储存电能的设施是水库。这个水库不是以化学能的形式而是以势能的形式储存电能。

人类为什么不从闪电中获取电能?

闪电中的确蕴含着巨大的能量。据科学家测算,闪电周围局部可以产生15000~20000℃的高温,闪电电场强度平均可以达到上千伏/厘米,局部区域可以高达10000 伏/厘米,如此强大的电场可以将空气电离击穿,这也是闪电放电的原因,一道普通闪电平均的电功率大约是10亿瓦,闪电放电时间大约在0.2~0.3秒左右,因此我们不难算出一道闪电平均释放的能量约为10亿瓦×0.2秒≈2亿焦耳,大概相当于60度电。

如果能将地球上的闪电全部利用起来,所产生的经济效益的确是非常可观的,但是,使用闪电能在技术上还是存在很多困难,目前的技术水平还无法能够有效利用闪电能的程度,主要原因有两个:主要原因是因为雷电现场发生太过随机,无论是在时间上,还是在空间上,人们都无法预测。而且人们看到的他大多数闪电都是云间的闪电,根本无法利用,只有很小一部分是释放到地面的闪电,

如果你在城市某座大楼的楼顶安装了一个雷电收集装置,也许一年到头来也收集不了多少雷电。其次,雷电的特点在瞬间产生高电压和高电流,持续的时间非常之短,不像太阳能或者风能,温和但能够持续。如果直接将雷电并入电网的话,会对电网产生冲击,破坏电力设备,所以如果要将雷电收集并且并网的话,还得加装整流变压等电力设施,这些设施都是非常昂贵的。

都说大量的电是很难储存的,为什么不用电解水来储存能量、转换多余的电能?

目前储能领域最大规模的储能方法是抽水储能,能量转化率大约70%左右,也就是储存100度电能放出70度左右。但抽水储能受地形环境等等限制,不能随时随地建设,还要扣除输送衰减等等因素,其他还有压缩空气储能80%效率,但储能和释放过程伴随巨额的热量释放和吸收,必须搭配城市供暖系统和火机电站等系统配合使用,惯性飞轮储能大约85%效率,缺点机械磨损等因素导致自衰减及寿命问题,如果用磁悬浮则自身能耗较大无法达到高效率。

超级电容储能90%效率,缺点能量密度太低,放电不线性,蓄电池储能包括锂硫电池铁锂电池铅酸电池钛酸锂等等,转化效率从80%-95%不等,各有优缺点。蓄电池储能是比较理想的储能方式,也是我比较看好的储能方式,之前收成本制约无法大规模应用,随着我国大力推进新能源汽车等政策,刺激了电池行业的迅猛发展,目前来说基本已具备大规模应用的条件了。

提问所说的电解水压缩氢气储能也是一种方案,不过效率嘛,电解水大约50%不到的效率,压缩还要另外消耗20%左右电量,另外氢气贮存困难并且存在自泄露等问题,日泄率1%左右,然后氢转化为电用燃料电池技术大约90%效率,用氢发动机效率大约45%。这样算一下燃料电池0.5*0.8*0.9=0.36,氢发动机0.5*0.8*0.4=0.16。

再减去氢气泄露,燃料电池催化剂寿命短,功率密度很低(瞬间放电能量太差),对空气质量要求高等等不利因素,氢储能综合效率不会超过35%(燃料电池)或15%(氢内燃机)!另外成本高昂!危险性很大,虽然技术上可行但和其他储能方式根本没有可比性!其实氢能源本身就是个伪命题,不管是车用还是储能,都是得不偿失的一种方案,在目前人类技术条件下几乎没有任何应用价值。

电为什么不能储存?

在电动势的作用下,电荷沿闭合电路运动做功,转换成其他形式的能量。电能是动态的过程能量,不能直接储存。而是通过电力网络同时进行生产、运输和消费,通过自动和手动调节达到供需平衡,尽可能多的生产。虽然电能不能直接储存,但可以转化为其他形式的间接储存。目前电能储存技术主要有以下几种:一是电能-机械能,如抽水蓄能电站,利用多余的电能将湖水抽入蓄水库,将电能转化为水的势能储存起来,用电高峰时通过涵洞将水放回湖中,通过水位下降的动能带动水轮发电机组发电。


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