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ある時、ある場所、あの人

日頃の出来事、ふとした考えを誰かに伝えるための便箋のようなもの

雷の蓄電について

どういった経緯かは忘れたが、先日雷の蓄電について議論になった。いったいどうすれば蓄電できるのか、どのようにすれば可能なのか、その規模と方法についてである。

 

調べてみたところ、雷の電気エネルギーは数百GWと言われている(諸説あり)。比較として、福島第一原子力発電所を考えると、各原子炉の定格出力は78.2万kW(1号機:40万kW、2〜5号機:78.4万kW、6号機:110kWの平均)である。ここから見ても、落雷によって膨大なエネルギーが放出されていると言える。

 

日本全体における一日の消費電力は997.8TWh(2014)である。雷のエネルギーを500GW、日本の人口を1億人(平成27年11月1日現在1億2689万人)、世帯人員を2.5人(平成26年。国民生活基礎調査の概況より)と仮定して簡単に計算すると、2,500世帯分の1日の消費電力に当たる。

 

そして雷一つあたり(どこまでを一つとするかは不明だが)の計算なので、より多くの雷を回収できれば、それだけエネルギー量は増加する。気象庁によれば、夏であれば1日平均10000発の雲放電と3000発の対地放電が生じている。これなら相当な量のエネルギーを回収できそうである。

 

発電コストは原子力発電が10円/kWhなので、雷一発に対して100万円程度のコストを下回れば安上がりと言える。

 

 

電気的な変換効率はほぼ100%だとすると、エネルギー量は回収効率による。ここで回収方法を考える。

 

すでに前提としておかしいが、技術的側面も考えることとする。

 

まず避雷針で受ける方法。雲放電は見逃すことになるが、やはり地上に立てることが他の方法よりも安定的でメリットがあると言える。しかしながら、1ミリ秒の間に数百GWのエネルギーを流すという瞬間的な回収が可能なのかという問題はある。

 

では、雷が生じる前の段階で回収できれば良い。積乱雲の中にアンテナ(ワイヤーなど)を突っ込み、低電力の状態で回収しよう。塔に比べると安定性が劣るが、エネルギーの回収はどうにかできるかもしれない。しかし、大きな積乱雲の中にワイヤー一本だと、アンテナの周りしか回収できない。これだと回収率はあまり上がらないかもしれない。

 

では、網状にして張りめぐらせるのはどうだろうか。一回のコストは大きくなるだろうが、それに見合う回収率を得られるので問題はないだろう。ただし、かなり大規模になるので、初期費用や設備費などが嵩みかもしれない。

 

 

他にも、超電導を利用すればジュール熱は問題ないことや、CERNのような大型の誘雷施設を作るといった考えも浮かんだが、考えることが増えてきたのでここで打ち切りとする。というよりも、空想も甚だしくなってきた。

 

結局の所蓄電技術によるところが大きいので、どれも実現は難しいだろう。

 

現在は太陽光や海流などの自然エネルギーが台頭しつつあるが、雷の利用は遠い将来のこととなりそう。