वायुमंडलीय विद्युत का उपयोग कैसे करें?

 

वायुमंडलीय विद्युत का उपयोग कैसे करें?

 वायुमंडलीय बिजली का उपयोग करना एक दिलचस्प अवधारणा है जिसने सदियों से अन्वेषकों और वैज्ञानिकों को आकर्षित किया है। पृथ्वी का वायुमंडल स्थैतिक बिजली , बिजली और अन्य प्राकृतिक इलेक्ट्रोस्टैटिक घटनाओं के रूप में विद्युत ऊर्जा से भरा हुआ है । जबकि वायुमंडलीय बिजली के बड़े पैमाने पर दोहन को व्यावहारिक उपयोग के लिए व्यापक रूप से नहीं अपनाया गया है (सुरक्षा के लिए अनुसंधान और बिजली की छड़ों को छोड़कर), ऐसे तरीके और प्रयोग हैं जिन्होंने इस ऊर्जा के दोहन का पता लगाया है।

यहां बताया गया है कि आप संभावित रूप से वायुमंडलीय बिजली का उपयोग कैसे कर सकते हैं, इसके पीछे का विज्ञान और इसके साथ प्रयोग करने के सरल तरीके।

1. वायुमंडलीय विद्युत के मूल सिद्धांत

वायुमंडलीय बिजली कई प्राकृतिक घटनाओं से उत्पन्न होती है, जिनमें शामिल हैं:

• स्थैतिक बिजली : वातावरण में विद्युत आवेशों का निर्माण, विशेषकर शुष्क परिस्थितियों के दौरान।
• आयनोस्फेरिक आवेश : पृथ्वी का आयनमंडल वायुमंडल की एक विद्युत आवेशित परत है जो महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा धारण कर सकती है।
• बिजली : बादलों के बीच या बादलों और जमीन के बीच विद्युत निर्वहन का एक नाटकीय रूप।
• उचित मौसम धारा : साफ़, धूप वाले दिनों में भी, पृथ्वी और आयनमंडल के बीच एक छोटा लेकिन निरंतर विद्युत क्षेत्र होता है, जिसकी माप पृथ्वी की सतह के पास लगभग 100 वोल्ट प्रति मीटर होती है।

ये प्राकृतिक विद्युत घटनाएँ बताती हैं कि वातावरण में बहुत अधिक ऊर्जा है। हालाँकि, इसे लगातार और रोजमर्रा के अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी पैमाने पर उपयोग करना जटिल है।

2. वायुमंडलीय विद्युत का उपयोग कैसे करें: तरीके और विचार

ए. ग्राउंडिंग रॉड्स और कैपेसिटर

वायुमंडलीय बिजली का दोहन करने के सबसे सरल तरीकों में से एक प्रवाहकीय सामग्रियों के साथ संयुक्त ग्राउंडिंग छड़ों का उपयोग करना है जो चार्ज को "एकत्रित" और संग्रहीत कर सकते हैं। यहां छोटे पैमाने पर प्रयोग के लिए एक सरल विधि दी गई है:

सामग्री :

• लंबी प्रवाहकीय छड़ (तांबे या एल्यूमीनियम की छड़ की तरह) : आदर्श रूप से, वायुमंडलीय स्थैतिक बिजली को आकर्षित करने के लिए छड़ को हवा में कम से कम कुछ मीटर तक फैला होना चाहिए।
• ग्राउंडिंग रॉड या स्टेक : पृथ्वी के साथ संबंध स्थापित करने के लिए जमीन में गाडी गई दूसरी रॉड।
• कैपेसिटर : समय के साथ एकत्रित होने वाले चार्ज की छोटी मात्रा को संग्रहित करने के लिए।
• तार और डायोड : एक सर्किट बनाने और चार्ज के प्रवाह को निर्देशित करने के लिए।

चरण :

1. प्रवाहकीय छड़ स्थापित करें : जमीन में एक लंबी छड़ डालें, लेकिन सुनिश्चित करें कि यह पृथ्वी से अछूता है (उदाहरण के लिए, एक अछूता आधार का उपयोग करें)। यह छड़ वायुमंडल से स्थैतिक आवेश एकत्रित करेगी।
2. ग्राउंडिंग रॉड स्थापित करें : ग्राउंडिंग रॉड को प्रवाहकीय रॉड से कुछ दूरी पर सीधे जमीन में रखें। ग्राउंडिंग रॉड नकारात्मक टर्मिनल के रूप में कार्य करेगी।
3. कैपेसिटर कनेक्ट करें : लंबी रॉड और ग्राउंडिंग रॉड के बीच कैपेसिटर की एक श्रृंखला को जोड़ने के लिए तारों का उपयोग करें। कैपेसिटर समय के साथ वायुमंडलीय चार्ज को संग्रहित करेंगे।
4. चार्ज को जमा होने दें : समय के साथ, प्रवाहकीय छड़ वायुमंडल से एक छोटा स्थैतिक चार्ज इकट्ठा करेगी। कैपेसिटर इस चार्ज को संग्रहीत करेंगे, और फिर आप संग्रहीत ऊर्जा को एलईडी जैसे छोटे उपकरण में डिस्चार्ज कर सकते हैं।

सीमाएँ : यह विधि केवल थोड़ी मात्रा में स्थैतिक बिजली एकत्र करती है। यह मौसम की स्थिति से प्रभावित हो सकता है और बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान नहीं कर सकता है।

बी. एंटीना-आधारित वायुमंडलीय ऊर्जा संग्रह

एक अन्य तरीका वायुमंडलीय बिजली का उपयोग करने के लिए बड़े एंटेना या इलेक्ट्रोस्टैटिक कलेक्टरों का उपयोग करना है , जिसमें उचित मौसम की स्थिति में मौजूद प्राकृतिक चार्ज भी शामिल है।

सामग्री :

• हाई-गेन एंटीना : आयनित हवा से ऊर्जा एकत्र करने के लिए वायुमंडल में पहुंचने में सक्षम एंटीना।
• डायोड रेक्टिफायर : प्रत्यावर्ती धारा (एसी) को वायुमंडलीय उतार-चढ़ाव से प्रत्यक्ष धारा (डीसी) में परिवर्तित करने के लिए।
• ग्राउंडिंग प्रणाली : बिजली के प्रवाह के लिए मार्ग प्रदान करने के लिए उचित ग्राउंडिंग आवश्यक है।
• कैपेसिटर या बैटरी : कैप्चर की गई ऊर्जा को स्टोर करने के लिए।

चरण :

1. एक एंटीना स्थापित करें : वायुमंडलीय ऊर्जा एकत्र करने के लिए एक लंबे एंटीना या तार सरणी का उपयोग करें। एंटीना का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होगा, आप उतना अधिक चार्ज एकत्र कर सकते हैं।
2. एक रेक्टिफायर से कनेक्ट करें : वायुमंडल से ऊर्जा संभवतः उतार-चढ़ाव वाली धाराओं के रूप में होगी, इसलिए एक रेक्टिफायर इसे प्रयोग करने योग्य डीसी में बदल देगा।
3. ऊर्जा को संग्रहित करें : एकत्रित बिजली को समय के साथ संग्रहित करने के लिए कैपेसिटर या बैटरी का उपयोग करें।
4. ऊर्जा का उपयोग करें : एक बार संग्रहीत होने के बाद, ऊर्जा का उपयोग छोटे उपकरणों जैसे सेंसर, एलईडी, या अन्य कम-शक्ति वाले उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।

सीमाएँ : इस विधि का उपयोग करके एकत्रित ऊर्जा की मात्रा अपेक्षाकृत कम और असंगत है। यह सेंसर या कम-शक्ति वाले उपकरणों जैसे कम-ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए काम कर सकता है।

सी. वायुमंडलीय ऊर्जा टावर्स (टेस्ला का विजन)

निकोला टेस्ला ने विशेष रूप से ऊर्जा के वायरलेस ट्रांसमिशन के माध्यम से वायुमंडलीय बिजली का दोहन करने के तरीकों पर प्रसिद्ध रूप से काम किया । उनका विचार वार्डेनक्लिफ़ टॉवर जैसे बड़े टॉवर बनाने का था , जो वायुमंडलीय ऊर्जा एकत्र करेगा और इसे लंबी दूरी पर वायरलेस तरीके से प्रसारित करेगा।

जबकि टेस्ला की भव्य दृष्टि कभी भी पूरी तरह से साकार नहीं हुई, उनकी बुनियादी अवधारणाएँ वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण और वायुमंडलीय ऊर्जा दोहन में आधुनिक प्रयोगों को प्रेरित करती हैं ।

यह कैसे काम करेगा :

• आयनमंडल से वायुमंडलीय बिजली एकत्र करने और विकिरण करने के लिए बड़े टावरों का निर्माण किया जाएगा।
• विद्युत चुम्बकीय अनुनादकों का उपयोग विद्युत आवेश को दोलन करने और इसे वायरलेस तरीके से प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है।
• वायरलेस रिसीवर संचारित ऊर्जा को कैप्चर करेंगे, इसे वापस उपयोग करने योग्य विद्युत शक्ति में परिवर्तित करेंगे।

चुनौतियाँ : टेस्ला के अग्रणी कार्य के बावजूद, उनके विचारों का कोई भी आधुनिक बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन पूरी तरह से विकसित नहीं हुआ है। इस पैमाने पर वायुमंडलीय ऊर्जा एकत्र करने और वितरित करने की इंजीनियरिंग चुनौतियाँ बहुत बड़ी हैं, और अधिक शोध की आवश्यकता है।

डी. हार्नेसिंग लाइटनिंग (चरम)

बिजली वायुमंडलीय बिजली का एक शक्तिशाली रूप है, जिसमें प्रत्येक झटका लाखों वोल्ट और महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा प्रदान करता है। हालाँकि, इसकी अप्रत्याशितता और अपार शक्ति के कारण बिजली को पकड़ना जोखिम भरा और तकनीकी रूप से कठिन है।

अवधारणा :

• बिजली की छड़ों को बड़े कैपेसिटर या बैटरी से जोड़ा जा सकता है जो बिजली गिरने से ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।
• ऊर्जा भंडारण : बिजली गिरने की ऊर्जा को सुरक्षित और कुशलता से संभालने और संग्रहीत करने में सक्षम सामग्री और सिस्टम विकसित करना चुनौती है।

सीमाएँ : यह विधि अधिकांश लोगों के लिए अत्यंत खतरनाक और अव्यवहारिक है। बिजली के झटके दुर्लभ, अप्रत्याशित और अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली होते हैं, जिससे नुकसान पहुंचाए बिना ऊर्जा को पकड़ना और संग्रहीत करना मुश्किल हो जाता है।

3. बागवानी के लिए छोटे पैमाने पर वायुमंडलीय विद्युत संग्रह (इलेक्ट्रोकल्चर)

वायुमंडलीय बिजली का उपयोग इलेक्ट्रोकल्चर के लिए भी किया जा सकता है , जहां पौधों के विकास को प्रोत्साहित करने के लिए थोड़ी मात्रा में स्थैतिक बिजली को मिट्टी में निर्देशित किया जाता है। यह विधि उपकरणों के लिए उपयोग योग्य बिजली उत्पन्न करने के बजाय प्राकृतिक स्थैतिक चार्ज का उपयोग करने के बारे में अधिक है।

सामग्री :

• तांबे का तार : एंटीना बनाने के लिए तांबे के तार के एक लंबे टुकड़े का उपयोग करें।
• लकड़ी के खंभे : तांबे के तार को ऊपर उठाने और स्थैतिक बिजली इकट्ठा करने के लिए।
• संधारित्र (वैकल्पिक) : किसी भी एकत्रित ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए।

चरण :

1. एंटीना बनाएं : वायुमंडलीय स्थैतिक बिजली इकट्ठा करने के लिए तांबे के तार को एक ऊंचे खंभे पर चलाएं। आप सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए शीर्ष पर तार के साथ सर्पिल भी बना सकते हैं।
2. तार को मिट्टी में डालें : तार को ग्राउंडिंग रॉड से जोड़ें या सीधे अपने पौधों के पास की मिट्टी में डालें।
3. स्थैतिक चार्ज को जमा होने दें : तार थोड़ी मात्रा में वायुमंडलीय स्थैतिक बिजली इकट्ठा करेगा, जो पौधों के विकास को प्रोत्साहित करने में मदद कर सकता है।

4. वायुमंडलीय विद्युत के दोहन का भविष्य

हालाँकि वायुमंडलीय बिजली के दोहन की अवधारणा वैज्ञानिक रूप से मान्य है, फिर भी यह महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौतियों के साथ एक उभरता हुआ क्षेत्र है। अनुसंधान जारी है, विशेष रूप से सतत ऊर्जा और वायरलेस पावर ट्रांसमिशन के क्षेत्र में , लेकिन बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन मायावी बना हुआ है।

प्रमुख चुनौतियाँ :

• असंगति : वायुमंडलीय बिजली मौसम की स्थिति, स्थान और दिन के समय के साथ बदलती रहती है, जिससे भविष्यवाणी करना और लगातार उपयोग करना मुश्किल हो जाता है।
• भंडारण : वायुमंडल से एकत्र की गई बिजली को कुशलतापूर्वक संग्रहीत करना एक और बाधा है, विशेष रूप से उच्च-वोल्टेज, कम-वर्तमान प्रणालियों के मामले में।

निष्कर्ष

वायुमंडलीय बिजली का उपयोग करना एक आकर्षक अवधारणा है जिसकी जड़ें वैज्ञानिक प्रयोग और निकोला टेस्ला जैसे दूरदर्शी विचारों में हैं। हालांकि यह वर्तमान में ऊर्जा उत्पादन के लिए बड़े पैमाने पर समाधान नहीं है, लेकिन स्थैतिक बिजली या वायुमंडलीय चार्ज इकट्ठा करने के लिए सरल सेटअप के साथ छोटे प्रयोग किए जा सकते हैं। यह छोटे उपकरणों को शक्ति प्रदान कर सकता है, बागवानी में सहायता कर सकता है, या प्राकृतिक ऊर्जा स्रोतों के बारे में उत्सुक लोगों के लिए एक दिलचस्प DIY प्रोजेक्ट के रूप में काम कर सकता है।