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雷电接收器


雷电收集器 可行性研究报告

蚌埠铁路中学

二〇一五年二月
(一) 研究背景
在日常生活中,雷电十分常见。在雷电中蕴含着 巨大的能量,据研究发现,一个中等雷暴的强度相当 于一个小型核电站的输出功率。如此巨大的能量不能 加以利用,对于现在能源紧缺的社会来说,是十分可 惜的。 况且世界上每年有 4000 多人惨遭雷击,并

且造 成巨大的损失。仅中国东莞,在每年的夏雨季节,即 5~8 月份期间, 东莞当地 GDP 比例亏损接近 6%, 上千 万的经济损失,对于经济发展来说,是非常巨大的损 失。所以研究一个雷电收集器,用来防止灾害和收集 能源,是非常必要的。

(二) 装置原理
该装置分为三个部分:接收部分,收集部分和储 存部分。首先可以把高楼顶上安装的避雷针经过改装 后作为接收部分。这样在防止高楼遭受雷击的同时接 收雷电。 其次,收集部分由多个大容量电容串联组成。根 据串联电路分压原理,使每个电容所受的电压得到了

分担。收集到雷电后,再根据 C=εS/4πkd,通过改变 极板间的间距从而增大电容量。 又因为 C=Q/U 并且电 容器所带的电荷量不变,所以电容器的极板间电压降 低,达到可以储存并利用的目的。储存部分是由大容 量电池构成,从而让一次雷电所蕴含的能量全部收集 起来。

(三) 经济效益
随着社会经济各方面的发展,全球的摩天大楼的 数量不断增多, 仅 2014 年全球修建的 200 米以上的摩 天大楼就有 97 座, 而现在全球百米以上的摩天大楼更 是不计其数。而根据研究发现,百米以上的建筑每年 至少会遭受到一次雷击,假如全球的百米以上高楼全 部装上雷电收集器, 那么产生的经济效益将不可估量。 同时,若在世界建立起雷电收集网,不仅可以获 得巨额的经济收益,而且可以减少每年因雷电所带来 的损失。即使不计算雷电收集所带来的经济收益,单 单计算减少的经济损失就是无法计算的。

(四) 风险评估
地磁场相当于地球保护盾,对防止宇宙射线伤害 生物起着重要作用, 当太阳风暴来临时。 地磁场也可 以使大气层不致被太阳风暴剥离。 相信未来某一天,人类将会发明雷电收集装置进

行雷电收集。 但是值得我们警醒的是大地同样需要雷 电,进行雷电收集的同时也需要让相当一部分对地球 充电,以此维持足够强的地磁场来保护地球,不致让 我们的家园变得与火星表面一样死寂。 雷电作为一种重要资源,人类可以对其利用。但 有一个度的问题, 我们可以与大地分享, 但不是占有。 需要让相当一部分对地球充电。

(五) 参考资料
1. 雷电风险评估报告 http://wenku.baidu.com/link?url=WmKHcQGFO9VcP QWyKXGy25a-u2ImC2pofyDNV-tA6_yWqqktOXMzY1 QbmHZcBz4zZlPYs4fptarb4Hu5iA9rCWUyiLCR5btQ-j7r oWdlVt3 2. 雷电收集装置可能导致世界末日 http://wenku.baidu.com/link?url=1nHX0IXmFGeE8dB H5cnwYMoWhS63fF_fIDh7qa3nH9yEkDi8RE3UB5Hm R8FTd59oBW4wj0i7pesP2Vn2ciGOqO9MopnP8Q8_w 4Z_SpP5Uci 3. 雷电(自然现象) http://baike.baidu.com/subview/79219/5037656.htm


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