Có cách nào để khai thác điện từ sét không?
Chắc chắn là có thể. Nhưng có thể không đáng…
Tác giả: Sarah Jensen từ MIT School of Engineering
“Benjamin Franklin thực sự may mắn khi con diều của ông không bị sét đánh”, James Kirtley, giáo sư kỹ thuật điện của MIT và là chuyên gia về máy móc điện và hệ thống điện, cho biết. Một cú sét đánh trung bình chứa khoảng 1 triệu joule, đủ năng lượng để nướng chín người cha sáng lập trong đôi ủng của ông. Kirtley cho biết “Một ngôi nhà điển hình ở Hoa Kỳ có dịch vụ 100 ampe hoặc khoảng 28 mã lực”. Thật không may, việc dựa vào tia sét để cung cấp năng lượng cho máy sấy tóc, TV và tủ lạnh của chúng ta sẽ không hiệu quả về mặt chi phí. Vấn đề là năng lượng trong sét chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian rất ngắn, chỉ vài micro giây. Hơn nữa, để có được 1 triệu joule đó, người ta sẽ phải xử lý điện áp lên tới vài triệu vôn.
Kirtley giải thích rằng việc hấp thụ sét và chuyển đổi nó thành năng lượng hữu ích sẽ là một thách thức phi thường. Nó sẽ đòi hỏi các cơ sở thu thập và lưu trữ phức tạp cùng các hệ thống phân phối mà cuối cùng khó có thể tạo ra đủ năng lượng để biện minh cho chi phí của chúng. Để bắt đầu, việc thu hút sét sẽ cần thiết bị tinh vi hơn nhiều so với một chiếc chìa khóa sắt ở đầu một sợi dây tơ. Các thanh kim loại cao vươn cao trên mặt đất sẽ thực hiện được điều đó, thu hút mọi điện tích trong khí quyển và dẫn chúng vào một cơ sở. Nhưng các cơ chế an toàn mạnh mẽ và đáng tin cậy cũng cần được xây dựng để ngay lập tức ngăn chặn luồng năng lượng khổng lồ và ngăn toàn bộ cơ sở bị thổi bay thành từng mảnh.
Và vì bạn không bao giờ biết được một tia sét sắp tới sẽ mang theo điện tích dương hay âm, nên tụ điện và bộ chỉnh lưu cũng cần thiết để cân bằng dòng điện của các tia sét đi vào. Kirtley giải thích rằng "Bạn sẽ cần một số loại cơ chế để đảm bảo điện tích dương của một tia sét không hủy bỏ điện tích âm của tia sét khác". Ngoài ra, việc xác định vị trí thực tế nhất cho các cơ sở thu sét sẽ gây ra rất nhiều vấn đề. Theo Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia, sét đánh ở đâu đó trên Trái đất khoảng 44 lần mỗi giây, nhưng hầu hết các vụ sét đánh đó xảy ra ở vùng nhiệt đới và vùng núi xa xôi. Việc xây dựng một cơ sở lưu trữ và chuyển đổi năng lượng hiện đại trong điều kiện như vậy sẽ vô cùng khó khăn. Phân phối năng lượng đó đến các khu vực đông dân hơn sẽ tạo ra nhiều thách thức hơn về mặt hậu cần và kinh tế.
Kirtley vẫn hy vọng rằng những thách thức của việc thu sét — nếu không phải là tính khả thi về mặt kinh tế — một ngày nào đó sẽ được giải quyết. Ông nói rằng "Chỉ vì chúng ta không khai thác sét ngay bây giờ không có nghĩa là một kỹ sư thông minh nào đó sẽ không tìm ra cách thực hiện". Nhưng ngay cả ở mức 1 triệu joule, một cú sét đánh thông thường chỉ chứa khoảng ¼ kilowatt-giờ điện, không đủ để tạo ra nhiều thay đổi trong hóa đơn tiền điện của chúng ta. “Chúng tôi hiện đang mua điện với giá khoảng 20 xu một kWh”, ông nói. “Lượng năng lượng từ một tia sét chỉ có giá trị khoảng một niken”.
