Nutzung “vorhandener” Blitzableiter Hier könnte sich ein Blitzenergiespeicher lohnen:

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

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

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

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

Energieabschätzung eines Blitzes Betrachtung des Erstblitzes mit folgenden Annahmen: Ȋ = 50 kA T2 = 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 0185-4

Nutzung der Blitzstromkräfte Konstruktive Lösung: Zwei parallele Platten, jede führt 50 % des Blitzstromes z. B. Verdichtung 50 kA: z. B. Erzeugung pot. Energie 100 kA: Länge 1 m Breite Plattenhöhe 0,01 Plattenabstand 0,05 μ0 1,26E-06 Vs/Am Blitzstrom 2,50E+04 A Quelle: Böhme, Mittelspannungs- technik

876.000 MWh = 219*109 Speichereinheiten Industrieapplikation mit ca. 14 kJ Vergleich der “Blitzenergie-Lösung” mit einer Industrielösung: Hydro- Mechanischer Federspeicher- Antrieb Quelle: ABB Antrieb für Leistungs- Schalter Industrie Blitzlösung Schaltspiele 10.000 100.000 ? Kosten 5-10 k€ 5 k€ ? Energie-speicherung Pot. Energie Spannen Tellerfeder Energie 15 kWs => 0,004 kWh Vergleich Kohle-KW 876.000 MWh = 219*109 Speichereinheiten

Nutzung “vorhandener” Blitzableiter z. B. Wolkenkratzer oder freistehende Hochhäuser: Annahme: 10.000 Gebäude > 200m => 0,1 bis 1 MJ (≈ 0,0003 MWh) Im Vergleich dazu hat das Pumpspeicherwerk Goldisthal: 8240 MWh 0,0003 MWh

“Stille” Entladung der Gewitterwolke Hochohmige Verbindung: Langsame und stromschwache Entladung A

“Stille” Entladung der Gewitterwolke Entladung über unbemannte Zeppeline: Problem: 2 -3 km Höhe => Flugraum Mobile Lösung notwendig Statistische Effekte Gezielte Entladung Entladung pro Wolke E = 20 As*20 MV = 0,11 MWh Vergleich Kolhel-KW 876.000 MWh = 7.9 Mio Entladungen A

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

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 !

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