انرژی هر رعد و برق برای چه تعداد خانه کافی است؟

موبنا – باران‌های بهاری همواره بدون پیش‌بینی قبلی آسمان را سیراب می‌کنند و رگبارهای اردی‌بهشتی توفان و رعد و برق را به همراه می‌آورند. رعد و برق یک منبع وسیع از انرژی الکتریسیته است و با این حجم از انرژی در آسمان طبیعی است که این سوال برای انسان مطرح شود که آیا می‌تواند این منبع عظیم را به کنترل خود درآورد تا از آن در خانه‌ها استفاده کند؟ این نظریه را نخستین بار «نیکولا تسلا» دانشمندان مشهور معاصر مطرح کرد.

هر سال حدود یک و نیم میلیارد رعد و برق بزرگ در جو کره زمین به وقوع می‌پیوندد که یک چهارم آنها به زمین می‌رسند. برخی مناطق ایالت کانزاس آمریکا، بوینس آیرس و کشور کنگو در موقعیت جغرافیایی ویژه‌ای واقع شده‌اند که بیش از همه نقاط دیگر جهان رعد و برق دارند.

یک رعد و برق که از آسمان به سطح زمین می‌رسد به طور میانگین حدود یک میلیارد ژول انرژی در خود جا داده است. این میزان انرژی بسیار قابل ملاحظه است و به عبارت دیگر می‌توان گفت یک میلیارد ژول انرژی برای روشن کردن یک لامپ ۶۰ واتی به مدت شش ماه کافی است به علاوه اینکه اگر به مدت یک روز فراموش کنید درب یخچال را ببندید، همین رعد و برق انرژی آن را هم تامین می‌کند. در مطالعات صورت گرفته مشخص شده است که انرژی مرتبط با نور، گرما و رعد در یک میلیاردم یا چند میکروثانیه آزاد می‌شود. با این توضیحات می‌توان انرژی حاصل از هر رعد و برق را در منابع قابل استفاده بهتر مورد تحلیل قرار داد.

هر خانه در کشور آمریکا به طور میانگین ۲.۵۹ ساکن دارد و در طول یک سال ۴۱ میلیارد ژول انرژی مصرف می‌کند. اگر خانه شما قرار باشد که فقط با انرژی رعد و برق نیروی مورد نیاز خود را تامین کند، می‌بایست در سال انرژی حاصل از ۴۰ رعد و برق به صورت اختصاصی در اختیار شما قرار بگیرد. توجه داشته باشید که در کشور آمریکا ۱۱۴ خانه مسکونی وجود دارد. اگر این دو عدد را ضرب در یکدیگر کنیم به این نتیجه خواهیم رسید که این کشور برای تامین انرژی مورد نیاز ساکنان خود هر سال به ۴.۲۷ ضرب در ۱۰ به توان ۱۸ ژول انرژی نیاز دارد. توجه داشته باشید هر رعد و برق در یک نقطه از کره زمین یکبار در سال رخ می‌دهد و اگر ما فناوری در دست داشته باشیم که همه انرژی حاصل از تمام رعد و برق‌های جهان را در اختیار بگیریم، انرژی معادل ۴ ضرب در ۱۰ به توان ۱۷ ژول را تولید خواهیم کرد. این رقم معادل انرژی مورد نیاز ۸ درصد از خانه‌های آمریکا در یک سال است.

با این وجود آیا مقرون به صرفه است که فناوری را به گونه‌ای توسعه دهیم که بتوان از انرژی رعد و برق بهره ببرد؟ برای پاسخ دادن به این سوال می‌بایست نگاه دقیق‌تری به عملیات دریافت انرژی و استفاده از آن داشته باشیم. نخست آنکه می‌توانیم تصور کنیم ایالات متحده آمریکا مجبور شود تمام نیروی مورد نیاز خود را به انرژی حاصل از رعد و برق محدود کند. لازم به ذکر است در کشور آمریکا هر سال حدود ۳۰ میلیون رعد و برق به ثبت می‌رسد که این رقم نیروی لازم برای ۰.۶ درصد خانه‌های آن را تامین می‌کند.

در این میان وضعیت موتورهای الکتریکی مورد نیاز برای انتقال نیروی رعد و برق به انرژی قابل استفاده در منازل چگونه خواهد بود؟ مهم‌ترین مشکلی که در این زمینه وجود دارد این است که تمام انرژی ذخیره شده در هر رعد و برق در چند میلیاردم ثانیه تخلیه می‌شود. این مسئله به آن معنی خواهد بود که ما باید یک باتری یا خازن بسیار بزرگ و پرظرفیت در اختیار داشته باشیم تا هر بار که یک رعد و برق به سطح زمین می‌رسد انرژی آن را ذخیره کنیم و سپس زمانی که به انرژی مربوطه نیاز داریم، به مرور زمان و آهسته آن را مورد استفاده قرار دهیم. ساخت چنین باتری‌هایی بسیار دشوار است و البته چندان مقرون به صرفه نیست. قوانین فیزیک اعلام می‌کنند که ما نمی‌توانیم ۱۰۰ درصد انرژی ذخیره شده در هر رعد و برق را ذخیره کنیم و در زمان مورد نیاز خود به کار بریم. در حقیقت، ما در هر پردازش نیمی از انرژی مورد نظر را از دست خواهیم داد. در این میان با توجه به محدود بودن تعداد رعد و برق‌ها و دشواری در فرآیند تبدیل انرژی آنها، استفاده از این منبع آسمانی کار چندان عاقلانه‌ای نیست.