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Nutzung vorhandener Blitzableiter Hier könnte sich ein Blitzenergiespeicher lohnen:

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Präsentation zum Thema: "Nutzung vorhandener Blitzableiter Hier könnte sich ein Blitzenergiespeicher lohnen:"—  Präsentation transkript:

1 Nutzung vorhandener Blitzableiter Hier könnte sich ein Blitzenergiespeicher lohnen:

2 Blitzenergie-Inhalt Gesamtenergie aufgeteilt auf eine lange Strecke Gesamtenergie: z. B.: Abgreifbare Teilenergie ist deutlich geringer als die Gesamtenergie von ca. 200 MJ und bewegt sich eher im kJ-Bereich Wolke-Erde-Blitz Quelle: Hasse/Wiesinger

3 Nutzbare Blitzenergie di/dt: Induktionsspannung Ȋ (Scheitelwert des Blitzstromes): Potentialanhebung gegenüber der fernen Erde => Schrittspannung !!! Eher eine Gefährdung

4 Nutzbare Blitzenergie Ladung Anwendung: z. B. Aufschmelzen von Metallen [ Q = 50 bis 200 As gemäß Norm] Spezifische Energie Anwendung: z. B. Temperaturerhöhung von Leitern [ bis zu 100 K akzeptabel]. Speicherung unklar. Elektrodynamische Kräfte: siehe Anwendungsbeispiel

5 Nutzung vorhandener Blitzableiter z. B. Wolkenkratzer oder freistehende Hochhäuser: H_Da-Hochhaus : 14 Stockwerke à 4m + Dachantenne => 65 m Für 1 Blitz/Jahr: Mindestens 180 m Höhe erforderlich ! Blitzhäufigkeit / Jahr: Alle 8 Jahre ein Blitz

6 Energieabschätzung eines Blitzes Betrachtung des Erstblitzes mit folgenden Annahmen: Ȋ = 50 kA T 2 = 350 μs Abgeleitete Stromzeitfläche: Ī*t = 25 kA* 800 μs (siehe rechteckförmige Fläche) 10 MV Wolke-Erde- Spannung Norm-Blitz-Stoßstrom mit einer Anstiegszeit von 10 μs und einer Rückenhalbwertszeit von 350 μs, siehe DIN VDE

7 Nutzung der Blitzstromkräfte Konstruktive Lösung: Zwei parallele Platten, jede führt 50 % des Blitzstromes z. B. Verdichtung50 kA: z. B. Erzeugung pot. Energie 100 kA: Quelle: Böhme, Mittelspannungs- technik Länge1m Breite1m Plattenhöhe0,01m Plattenabstand0,05m μ0μ0 1,26E-06Vs/Am Blitzstrom2,50E+04A

8 Industrieapplikation mit ca. 14 kJ Vergleich der Blitzenergie-Lösung mit einer Industrielösung: Hydro- Mechanischer Federspeicher- Antrieb Quelle: ABB Antrieb für Leistungs- Schalter IndustrieBlitzlösun g Schaltspiele ? Kosten5-10 k5 k ? Energie- speicherung Pot. Energie Spannen Tellerfeder Energie15 kWs => 0,004 kWh Vergleich Kohle-KW MWh = 219*10 9 Speichereinheiten

9 Nutzung vorhandener Blitzableiter z. B. Wolkenkratzer oder freistehende Hochhäuser: Annahme: Gebäude > 200m => 0,1 bis 1 MJ ( 0,0003 MWh) Im Vergleich dazu hat das Pumpspeicherwerk Goldisthal: 8240 MWh 0,0003 MWh

10 Stille Entladung der Gewitterwolke A Hochohmige Verbindung: Langsame und stromschwache Entladung

11 Stille Entladung der Gewitterwolke Entladung über unbemannte Zeppeline: Problem: 2 -3 km Höhe => Flugraum Mobile Lösung notwendig Statistische Effekte A Gezielte Entladung Entladun g pro Wolke E = 20 As*20 MV = 0,11 MWh Vergleich Kolhel- KW MWh = 7.9 Mio Entladungen

12 Stille Entladung der Gewitterwolke A Nutzung Wolkenaufstieg vor Bergmassiven Bei Kondensator- speicherung müßte je nach Höhe der Wolke eine Polaritätsum- schaltung erfolgen !

13 Zusammenfassung Nutzung von Blitzenergie im Prinzip möglich Nutzbare Energien im kJ-Bereich Sinnvoll für Gebäude > 200m Liefert mit ca. MJ/Jahr keinen hohen Beitrag und ist nicht planbar Umschaltung auf 2. Speicher bei Folgeblitzen => Effizienzerhöhung Alternative Energiegewinnung Gezielte Entladung von entstehenden Gewitterwolken Hoher Aufwand, aber verstetigter Energiegewinn Entladung in großer Höhe notwendig ! Flugraum-Probleme !! 7,9 Mio Entladungen/a entspricht Kohle-KW Der Energiegewinn mit Blitzen ist gering, der Aufwand ist hoch. Gezielte Entadung könnte aber Blitze vermeiden und hat daher Potential !

14 Also doch eher ein Hochspannungsspektakel !! Gewitter über Locarno. Quelle: Internet


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