¿De qué tamaño sería el transformador para convertir un rayo en electricidad útil?

Mi papá me hizo la pregunta tan famosa ayer:

¿Por qué no podemos aprovechar la electricidad de la iluminación?

Después de explicarle las impracticabilidades de esto en cuanto a la cantidad de energía en un rayo y lo difícil que es que caiga lo mismo más de unas pocas veces en un año, comencé a reflexionar sobre otro tema crítico...

¿Qué tamaño de transformador se necesitaría para bajar los 100,000,000 voltios teóricos a un nivel que podría almacenarse en capacitores? Según tengo entendido en este momento, ¡este es un transformador ENORME! Sin embargo, no sé las matemáticas y EE que involucran transformadores rápidos.

Cuando hablo de grande, me refiero a tamaño. ¿Te gusta construir en grande? camión grande?

¿Quizás un transformador estilo bobina de Tesla puede ser mucho más pequeño en este escenario?
Tal vez para cuando sea 'relámpago' sea demasiado tarde. El diferencial de voltaje (¿carga?) ya está en la atmósfera... intente engancharlo antes de que se descargue.
Buena pregunta. Sospecho que querrías cargar una tapa con el rayo y luego descargar la tapa a través de algún tipo de SMPS. Sería interesante experimentar con la captura de un pulso ESD y alimentar un LED con él. Puede que tenga que hacerlo cuando vuelva al laboratorio después de las vacaciones.

Respuestas (5)

Según el artículo de Wikipedia sobre rayos, un rayo típico tiene suficiente energía para encender una bombilla de 100 vatios durante 5,5 horas. Esto no es suficiente energía para que económicamente valga la pena aprovechar esa energía. Especialmente porque la ubicación de un perno no se puede conocer antes de que golpee y dado que los golpes sucesivos se realizarán en diferentes lugares. Además, un transformador no funcionará ya que un rayo se basa básicamente en CC, ya que es una descarga de electricidad desde un punto (típicamente una nube) a otro (típicamente la tierra) que solo se mueve en una dirección.

Es un pulso, por lo que tal vez un transformador podría funcionar. Quiero decir que tendría que funcionar de manera similar al transformador flyback en un televisor o un monitor. Aún así, 550 Wh es muy poca energía: las baterías de mi UPS contienen aproximadamente lo mismo.
Oh, no es una cuestión de viabilidad. ¡Es una cuestión de qué tamaño sería el transformador para hacer eso!
@Kyle ¿Uno realmente aislado? Vaya a convertir voltios a newton-metros por coulomb (pista) y adivine qué peso o calibre de cable se requiere.

Puede calentar (o vaporizar algunos) cualquier material conductor usando un rayo. Por ejemplo, puede calentar agua en un lavabo (o en una bañera) utilizando la energía de un rayo.

Interesante. Básicamente, convierte la energía en calor y la almacena. No suena muy eficiente, pero podría ser más fácil de lograr desde una perspectiva práctica.

El tiempo de duración de un rayo es demasiado corto para que el supercondensador tome toda la carga disponible. Hice algunas simulaciones para el módulo Maxwell de 240V . Después de estar conectado a 200 V durante 30 milisegundos (la duración típica de un rayo), el módulo se carga hasta 2 V.

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En realidad, existe una patente para esto: necesita un anillo de almacenamiento superconductor. Queda por ver si esto realmente funciona.

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Fuente: https://patents.google.com/patent/US5367245

no puede cargar una batería porque es un pulso
y una batería no se puede cargar con una gran corriente pule / peek

pero hay condensadores súper dorados que tienen una capacidad de 400 F y más
pero un voltaje de 2.7 V máx.

un transformador de pulsos para convertir el voltaje a bajo, con una corriente alta, un par de 100 a 1000 de estos capacitores. Y puedes almacenar la energía;

El transformador debe ser muy grande debido al alto voltaje, puede ser que la chispa del rayo rompa el transformador.

la enorme corriente consumida por el condensador es solo un vistazo, por lo que los cables en el lado secundario no tienen que ser tan gruesos de 2 a 5 mm²

el transformador debe tener un tamaño mínimo de una casa o incluso mejor.
la matriz de condensadores es otra casa grande;

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