Олег, то что пишется в БСЭ о мощности ГЭЦ - немножко софизм.
ГЭЦ , как любую электрическую цепь, можно представить эквивалентной схемой. В данном случае - источник ЭДС ( солнечная энергия ), сферический конденсатор (земля-ионосфера) и сопротивление утечки атмосферы.
Суть софизма в том, что по величинам емкости и тока утечки нельзя судить о реальной энергии и мощности источника ЭДС. Эти параметры независимые. Определить энергию можно только опытным путем.
Оценка энергобаланса Земли ( данные взяты с сайта co2.borda.ru/?1-5-0-00000001-000-0-0 )
Основной источник -поток энергии Солнца на входе в атмосферу Земли равен 1370 Вт/м^2 (спектральная температура T=5800K)
Сразу отражается 534 Вт/м^2 (альбедо Земли 0.39)
Поток переизлучаемый Землей 209 Вт/м^2 (спектральная температура T=255K)
Разность потоков - это поток поглощаемый атмосферой, идущий на движение воздушных масс и испарение воды, он равен 1370-(534+209)=627 Вт/м^2
Радиус Земли 6378 км, площадь ее сечения 128 млн км^2, следовательно, мощность поглощаемая атмосферой
(6378e3)^2*3.14*627~ 8*10^16 Вт. Конечно, в электрическую энергию перейдет лишь малая ее доля, какая именно, и является основным вопросом теории ГЭЦ. Достоверного ответа на этот вопрос пока нет.
В настоящее время существует 2 основные теории атмосферного электричества - теория Вильсона и теория Френкеля.
(см. ru.wikipedia.org/wiki/Атмосферное_электричество )
Цитата:
«Согласно теории Вильсона, Земля и ионосфера играют роль обкладок конденсатора, заряжаемого грозовыми облаками. Возникающая между обкладками разность потенциалов приводит к появлению электрического поля атмосферы. По теории Френкеля, электрическое поле атмосферы объясняется всецело электрическими явлениями, происходящими в тропосфере, — поляризацией облаков и их взаимодействием с Землёй, а ионосфера не играет существенной роли в протекании атмосферных электрических процессов.»
Статья в БСЭ написана учеником Френкеля Имянитовым (в то время это был ведущий ученый в СССР по атмосферному электричеству) и, естественно, отражает точку зрения Френкеля. По этой теории, как Вы и пишете, мощность токов утечки при разрядке атмосферного конденсатора получается маленькая. P=300кВ*1800a=540МВт
Однако, открытие высотных разрядов (спрайтов, джетов, эльфов) показывает, что существует энергетическое взаимодействие между грозой и ионосферой, т.е. прав видимо Вильсон. А по его теории из электрического поля атмосферы можно получить большую энергию.
Для грубой оценки примем, что ионосферный конденсатор заряжается только высотными разрядами (джетами), параметры их считаем как у обычных молний облако-земля . Т.е число разрядов - 46 шт в сек, ток разряда 40кА, энергия разряда 500МДж. Тогда сообщаемая ионосфере мощность будет 500e6*46 =230 ГВт~2*10^11 Вт. Ионосферный конденсатор такую энергию запасти не может, следовательно возникнут 2 встречных потока энергии гроза-ионосфера и ионосфера-гроза.
Возможно, что есть и другие физические механизмы, поддерживающие электрическое поле Земли, поскольку рассеиваемая в атмосфере мощность 8*10^16 Вт величина все таки громадная, а кпд атмосферного электрогенератора 10^-5 неправдоподобно маленький ...
Цитата: Е.А.Мареев, В.И.Трахтенгерц «Загадки атмосферного электричества» Природа №3 2007.
195.74.82.68/VV/JOURNAL/NATURE/03_07/ATMOCHARGE.HTM
«С учетом последних экспериментальных данных и основанных на них теоретических оценок было создано новое описание глобальной атмосферной электрической цепи как открытой диссипативной системы, поддерживаемой в состоянии динамического равновесия поступающим в нее потоком энергии, в первую очередь энергии излучения Солнца. Установлено, что электрическая энергия генерируется преимущественно в областях пониженного атмосферного давления и в зонах холодных фронтов и составляет в среднем 5·10^13 Дж, что на два порядка выше энергии, сосредоточенной в глобальном сферическом конденсаторе земля-ионосфера. Средняя скорость диссипации электрической энергии 4·10^11 Вт превышает скорость рассеяния энергии в тектонических и магматических процессах и характеризует ГЭЦ как чрезвычайно динамичную систему с очень малым временем обновления электрической энергии.»