【考察】「雷1発分のエネルギー」でどれくらいの電力がまかなえるのか?
地球に優しいエネルギー?
太陽光とか、地熱とか、人類は発電に使えるエネルギーを常に探してきた。再生可能エネルギーで全ての電力をまかなえるようになるのはまだまだ先だろうが、科学はそれに向けて少しずつ進んでいる。
ところで、自然界には誰もが目にしたことがある強力な電気がある。そう、雷だ。
え、それなら雷を集めて送電線に流せばええんちゃうの?
雷はなぜ落ちる?
雷については数多くの研究がなされているが、実はその発生原理について完全には解明されていないらしい。
定説としては、まず雲の中にある氷の粒が帯電する。これが雷雲で、これが発達して電圧が大きくなると(※)「雷が落ちる」わけだ。
※電気を通さない「絶縁体」でも高い電圧をかけると電気を通す。空気も絶縁体なので、非常に大きい電圧が生じると雲から地面への電気の通り道ができ、落雷が起きる。
雷が具体的にどの程度強い電気なのかについても諸説あり、とりうる幅も広い。それらの中間あたりのキリの良い数字をとってくると、電圧が1億V(ボルト)、電流が10万A(アンペア)。ピカチュウもびっくりの電撃だ。
雷は一瞬で落ちるので、その時間を0.01秒としよう。この雷を集めるにはどうすればいい?
雷の集め方を考えよう
雷をキャパシターで集めることにしよう。キャパシター(コンデンサーともいう)とは、2枚の金属の間に絶縁体を挟んで電気を保持できるようにしたもの。
キャパシターが保持できる電気量(電荷)は電圧に比例し、その比例定数は静電容量と呼ばれキャパシターによって変わるが、電気量と電圧が分かれば必要な静電容量が分かる。計算してみよう。
電圧は先ほど述べた通り1億V。電気量は電流×時間で求められて、1万C(クーロン)。これから求められる静電容量は1万÷1億で0.0001F(ファラド)=100μF(マイクロファラド)。
F(ファラド)は静電容量を表す単位。キャパシターに詳しくないとピンとこない単位だが、これくらいの静電容量をもつキャパシターはそれほど珍しくない。なんだ、雷集められんじゃん。
ところが上の計算では実は重大なことを見逃していて、そもそも1億Vに耐えられるキャパシターなど存在しないのである。キャパシターの耐電圧はせいぜい数百kVで、変電器で電圧を下げるなどしなければキャパシターのほうが破壊されてしまう。
それをいったん置いといて計算を進めよう
それでは、仮にキャパシターの問題が解決したとして、雷を集めるとどれだけの電力になるのか。
1億Vの電圧で10万Aの電圧を0.01秒流したとき、発生するエネルギーはその掛け算で100GWs(ギガワット秒)=28MWh(メガワット時間)。1世帯が1日で使うエネルギーは約12.7kWh(キロワット時間)(※)だから、雷1発分のエネルギーは2200世帯分の電力1日分に相当するということになる。
※資源エネルギー庁のデータ(2009年の年間消費エネルギーから算出)。
これは、発電に使うにはとても少ない。雷は毎日落ちる訳ではないし、運良く落雷してもその地域一帯を1日照らせるかすら怪しい。
しかも、この計算は落雷中に雷の威力が全く落ちないと仮定している。実際は空気を通る過程で熱が発生するため、さらにかなりのエネルギーが失われていると思っていい。
結論
というわけで、雷が電力に使われていないのは「そんなにエネルギーにならないから」。あんなにけたたましく落ちるのに不思議なものである。
関連記事
- 「16×4は?」「68−4だから64」 小学1年生の掛け算の計算方法が斬新だと話題に
発想が見事。 - 「40−32÷2=?」この問題、解けますか?
理系にはすぐ解けて、文系には解けない、とんち問答のような問題がネットで話題に。 - 21年前のワープロ「書院」で2018年にインターネットをしたら、無間地獄に突入した
ネット機能を搭載した21年前のワープロで、2018年のネットの世界を見てみました。 - あの「進研ゼミマンガ」はどうやって作られているのか? 「女子向けは精神年齢高めに」「語り継がれる伝説の名作がある」など秘密を聞いた
「この問題、ゼミで見たやつだ!」の裏側。 - 勘だけで「センター試験全科目満点」を実現できる確率を計算してみたら、人生の大切なことが分かった
……べ、勉強しなくたって、できらぁ!(できるとは言っていない)
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
-
不二家の「プレミアムショートケーキ(国産苺)」が半額に! 3日間限定キャンペーン
-
中山美穂、金髪&ミニ丈の大胆イメチェンに視聴者びっくり! “格付け”出演の最新ビジュアルに「誰だか分からなかった」
-
日本エレキテル連合・中野、ネタで酷使し容姿に異変→手術を決断 「ダメよ〜、ダメダメ」でブレイク、2022年にがん公表
-
動物病院の会計中、振り返って愛犬を見たら…… “柴らしい”もん絶級の光景に「天使かよ!」「帰れるもんねw」
-
「ハンガー・ゲーム」出演俳優、撮影中の性的暴行被害を告白 泣きながら撮った当時の写真添え「すごくつらかった」と胸中明かす
-
ミス筑波大モデル、25キロ減量したビフォーアフターに「ホント凄い」 整形疑う声も「元々は埋もれてたようですね」
-
上沼恵美子さん直伝「ホタテの一番おいしい食べ方」に絶賛の声続々! 「発想が主婦目線」「マネして作ってみます」
-
【今日の計算】「8×4−2+1」を計算せよ
-
1歳赤ちゃん、寝ぼけまなこの謎行動が150万再生突破 「仕事の疲れ、吹っ飛んだ」「少し出ちゃったの可愛すぎ」
-
「めざましテレビ」“新お天気キャスター”が「美しすぎる」と注目 ミス東京GP獲得から約4カ月で
- 親が「絶対たぬき」「賭けてもいい」と言い張る動物を、保護して育ててみた結果…… 驚愕の正体が230万表示「こんなん噴くわ!」
- フワちゃん、収録中に見えてはいけない“部位”が映る まさかの露出に「拡大しちゃったじゃん」「またか」の声
- 「これは悲劇」 ヤマザキ“春のパンまつり”シールを集めていたはずなのに…… 途中で気づいたまさかの現実
- 「ふざけんな」 宿泊施設に「キャンセル料金を払わなくする方法」が物議 宿泊施設「大目に見てきたが厳格化する」
- 田代まさしの息子・タツヤ、母の逝去を報告 「あんなに悲しむ父親の姿を見たのは初めて」
- 「遺体の写真晒すのはさすがに」「不愉快」 坂間叶夢さんの葬儀に際して“不適切”写真を投稿で物議
- 大友康平、伊集院静さんの“お別れ会”で「“平服でお越しください”とあったので……」 服装が浮きまくる事態に
- 妊娠中に捨てられていた大型犬を保護 救われた尊い命に安堵と憤りの声「絶対に許せません」「親子ともに助かって良かった」
- 極寒トイレが100均アイテムで“裸足で歩ける暖かさ”に 今すぐマネできるDIYに「これは盲点」「簡単に掃除が出来る」
- 「奥さん目をしっかり見て挨拶してる」「品を感じる」 大谷翔平&真美子さんのオフ写真集、球団関係者が公開
- 釣れたキジハタを1年飼ってみると…… 飼い主も驚きの姿に「もはや、魚じゃない」「もう家族やね」と反響
- パーカーをガバッとまくり上げて…… 女性インフルエンサー、台湾でボディーライン晒す 上半身露出で物議 「羞恥心どこに置いてきたん?」
- “TikTokはエロの宝庫だ” 女性インフルエンサー、水着姿晒した雑誌表紙に苦言 「なんですか? これ?」
- 1歳妹を溺愛する18歳兄、しかし妹のひと言に表情が一変「ちがうなぁ!?」 ママも笑っちゃうオチに「かわいいし天才笑」「何度も見ちゃう」
- 8歳兄が0歳赤ちゃんを寝かしつけ→2年後の現在は…… 尊く涙が出そうな光景に「可愛すぎる兄妹」「本当に優しい」
- 1人遊びに夢中な0歳赤ちゃん、ママの視線に気付いた瞬間…… 100点満点のリアクションにキュン「かわいすぎて鼻血出そう!」
- 67歳マダムの「ユニクロ・緑のヒートテック重ね着術」に「色の合わせ方が神すぎる」と称賛 センス抜群の着こなしが参考になる
- “双子モデル”りんか&あんな、成長した姿に驚きの声 近影に「こんなにおっきくなって」「ちょっと見ないうちに」
- 犬が同じ場所で2年間、トイレをし続けた結果…… 笑っちゃうほど様変わりした光景が379万表示「そこだけボッ!ってw」
- 新幹線で「高級ウイスキー」を注文→“予想外のサイズ”に仰天 「むしろすげえ」「家に飾りたい」