Kann das Magnetfeld der Erde zur Stromerzeugung genutzt werden?

Da die Erde ein Magnetfeld hat, kann sie theoretisch durch eine leitfähige Metallspule geleitet werden, um Strom zu erzeugen?

Antworten (4)

Nicht wirklich. Ein Magnetfeld allein erzeugt keinen Strom. Ein sich änderndes Magnetfeld tut es. Das Magnetfeld der Erde ändert sich ein wenig, aber nicht genug, um wirklich viel zu erzeugen.

Die andere Möglichkeit besteht darin, den Induktor im Magnetfeld zu bewegen. Das Magnetfeld der Erde ist jedoch über kurze Entfernungen ziemlich homogen, sodass sich die Spule schnell und sehr weit bewegen müsste, um viel zu erzeugen. Dies würde mehr Energie verbrauchen als es erzeugt (zumindest auf der Erdoberfläche).

Vor einigen Jahren gab es ein Experiment ( das Space Tether Experiment ), bei dem ein Leiter mit dem Space Shuttle durch das Erdmagnetfeld gezogen wurde. Ich weiß jedoch nicht, wie realisierbar dies ist, da ich denke, dass es Orbitalenergie verbraucht.

„Das Magnetfeld der Erde ist jedoch über kurze Entfernungen ziemlich homogen, sodass sich die Spule schnell und sehr weit bewegen müsste, um viel zu erzeugen.“ Sie können einfach eine Spule drehen. Die Probleme sind folgende: (1) das Feld der Erde ist schwach und es ist einfacher, das Feld eines stärkeren Permanentmagneten zu verwenden; und (2) wie bei jedem Generator ist eine Energiezufuhr erforderlich, um die Kurbel zu drehen.
@BenCrowell Ich denke, wir sind uns einig. Ich habe mir nicht vorgestellt, dass sich die Spule dreht. Ich stellte es mir in einem Zug oder so vor. Aber mein Punkt war, dass Sie es sehr schnell und sehr weit bewegen müssten, um etwas Nützliches zu erzeugen, und die Energie, die zum Bewegen benötigt wird, würde viel mehr verbrauchen als erzeugt.
Wenn Sie Energie in die Spule stecken, gibt es für mich keinen Grund, warum Sie daraus keinen Schwung herausholen könnten. Ich weiß nicht, wie realisierbar dies in der Praxis wäre, aber theoretisch scheint es, als könnten Sie eine Spule verwenden, um gegen die Erde zu drücken und Ihre Umlaufbahn langsam anzuheben oder aufrechtzuerhalten.
Die Effizienz würde von der Qualität des Lagers abhängen. Es gibt keinen grundsätzlichen Grund, warum es ineffizient sein muss. Die Spule muss sich nicht weit oder schnell bewegen. Wenn es eine große Anzahl von Schleifen hat, können Sie eine große EMK erzeugen, indem Sie es langsam drehen.
@AlanSE Auch in Bezug auf die Effizienz beim Halten der Umlaufbahn sollte man die Energiebilanz zwischen kleinen Raketen / Jets herstellen und sie zum Drehen eines Gismo ausgeben.
Weltraumkabel können zur Stromerzeugung verwendet werden, jedoch auf Kosten der Orbitalenergie. Umgekehrt, wenn Sie elektrische Energie in ein Weltraumseil senden, können Sie Ihre Umlaufbahn anheben, ohne Treibstoff zu verbrauchen. Dies ist immer noch Technologie im Forschungsstadium, da Forschung im Weltraum sehr teuer ist und es Probleme gab, dass sich das Seil verheddert oder aufgrund von (vermuteten) Inhomogenitäten im Erdmagnetfeld unkontrolliert zu schwingen beginnt.

Tatsächlich ist es möglich, das Magnetfeld der Erde zur Stromerzeugung zu nutzen. Ein Satellit in Form einer Schleife mit großem Durchmesser im Orbit um die Erde erzeugt einen Strom in dieser Schleife und könnte verwendet werden, um etwas anzutreiben, aber auf Kosten einer sich schnell verschlechternden Umlaufbahn. Andererseits könnten Sonnenkollektoren, die in derselben Schleife einen Strom erzeugen, den Satelliten in eine höhere Umlaufbahn bringen.

Die Übertragung von Energie aus einem umlaufenden System dieser Art an einen anderen Ort und die technischen Probleme im Zusammenhang mit Supraleitern sind groß.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, Schwankungen zu nutzen, die durch koronale Sonneneruptionsmassen verursacht werden, die auf die Magnetosphäre der Erde einwirken, was zu magnetischen Stürmen führt . Diese können in langen Leitern wie Stromnetzen große Ströme induzieren. Sie sind jedoch weitaus destruktiver als nützlich.

Praktischer ausgedrückt: Wenn Sie das Magnetfeld der Erde in Strom umwandeln könnten, würden Sie angesichts des globalen Stromverbrauchs kaum ein Jahr lang Strom daraus ziehen, bevor es abklingt.

Ich habe in letzter Zeit darüber nachgedacht, aber ich denke, dass Sie etwas verpasst haben, von dem Sie alle sagen, dass viel Energie benötigt wird, um die Spule zum Drehen zu bringen. Ich habe einen Einwand dagegen, es hängt von der Form der Spule und ihrer Position ab, auch vom Material Gebraucht. Ich denke, wenn die Spule breit und nicht lang ist und am Äquator horizontal genug von der Erdoberfläche wegfliegt und sich horizontal weiterdreht, brauchen Sie nicht viel Energie, um sie rotieren zu lassen, und soweit Sie weiter gehen als die Der Abstand der Magnetquelle zwischen den Magnetflusslinien nimmt zu, sodass eine Variation der Magnetflussdichte einfacher erreicht wird, und die Verwendung einer breiten Spule erhöht die Kontaktpunkte, verringert das durchschnittliche Gewicht und verringert den elektrischen Widerstand.

Wie lässt sich die Variation der Flussdichte am Äquator besser erreichen?
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