Blitzenergie
Verfasst: Mo 26. Dez 2016, 13:11
Hallo,
Ich werde meine Maturaarbeit im Themenbereich Physik erarbeiten. Unser Seminarthema lautet „Möglich-Unmöglich“. Wir Maturanten sollen versuchen heutige physikalische Erforschungen, welche wegen dem fehlenden Wissen oder den fehlenden Materialien nicht möglich sind, zu erforschen und sollen die Zukunft dieser Technologien vorauszusagen oder zumindest andeuten. Da es im Moment viele neue erneuerbare Energien gibt, welche grosse Fortschritte machen, habe ich mir gedacht, dass ich über die nutzbare Blitzenergie schreiben könnte.
Ich weiss, dass der Blitz eine sehr hohe Spannung und Stromstärke besitzt, jedoch über eine sehr kurze Zeit erfolgt. Deswegen hat ein Blitz nicht so viel Energie, welche man sich zuerst vorgestellt hat. Zudem weiss ich, dass es schwierig ist die Blitze zu orten und dann auch am richtigen Zeitpunkt an Ort und Stelle zu sein.
Deshalb möchte ich theoretisch versuchen die Energie der Blitze in Akkumulatoren einzuspeichern und dann gezielt zu nutzen. Hierfür habe ich mir gedacht, dass man die Parallelschaltung und Serienschaltung sich zu Nutze machen könnte. Man lässt den Blitz in eine Metallstange leiten, welche sich in mehrere kleinere Metallstangen teilt, dabei würde die Stromstärke geteilt werden. Für das Runterbrechen der Spannung würde man die Akkumulatoren hintereinander anbringen.
Oder man könnte die elektrische Energie in Super-Kondensatoren einspeichern (die lassen sich schneller aufladen als Akkumulatoren) und dann würde man langsam die Akkus auffüllen. Somit würde man die Blitzenergie kurzzeitig speichern und dann in den Akku einspeichern für eine längere Speicherung.
Damit meine Arbeit regional bleibt, habe ich mich entschieden den Kanton Freiburg und umliegende Gebiete zu untersuchen. Ich würde theoretisch in diesem grossen Gebiet jeden Kilometer eine Metallstange montieren und dann die Blitze über einem Jahr in diesen Akkumulatoren einspeichern. Natürlich müsste man aus finanzieller Sicht extrem viel für das Material (Akkus, Spuer-Kondensator, Stangen etc.), das Zusammenbauen und Aufbauen bezahlen.
Ich habe auch schon bei MeteoSchweiz Daten empfangen können und habe die Blitzdichte (Blitze pro km2 und pro Jahr) über die letzten 10 Jahre in diesem Gebiet ermitteln können. Ich habe auch schon das Buch „Lightning: Physics and Effects“ angefangen zu lesen, jedoch wird viel über die Vereinigten Staaten von Amerika gesagt, jedoch nicht über Europa oder Schweiz. Auch das Buch „Regenbogen, Licht und Schall“ habe ich gelesen.
Da ich keine Experimente mache, stelle ich mir einige Fragen:
1. Wie hoch sind die Spannung und die Stromstärke maximal, minimal und durchschnittlich bei einem Blitz?
2. Wie lange dauert ein Blitz maximal, minimal und durchschnittlich? Und die Hauptentladung?
3. Würde es ausreichen eine 80 Meter hohe Metallstange pro km2 hinzustellen um jeden Blitz abzufangen?
4. Hält die Metallstange diese Stromstärken aus (auch mit sehr kurzer zeitlicher Belastung)?
5. Was für Material würde sich eigenen um die Metallstange zu isolieren? Bzw. würde eine 5mm dicke Gummischicht reichen?
6. Würde man es schaffen diese Umwandlung von Blitz auf Super-Kondensatoren auf Akku?
Gruss Vincent
Ich werde meine Maturaarbeit im Themenbereich Physik erarbeiten. Unser Seminarthema lautet „Möglich-Unmöglich“. Wir Maturanten sollen versuchen heutige physikalische Erforschungen, welche wegen dem fehlenden Wissen oder den fehlenden Materialien nicht möglich sind, zu erforschen und sollen die Zukunft dieser Technologien vorauszusagen oder zumindest andeuten. Da es im Moment viele neue erneuerbare Energien gibt, welche grosse Fortschritte machen, habe ich mir gedacht, dass ich über die nutzbare Blitzenergie schreiben könnte.
Ich weiss, dass der Blitz eine sehr hohe Spannung und Stromstärke besitzt, jedoch über eine sehr kurze Zeit erfolgt. Deswegen hat ein Blitz nicht so viel Energie, welche man sich zuerst vorgestellt hat. Zudem weiss ich, dass es schwierig ist die Blitze zu orten und dann auch am richtigen Zeitpunkt an Ort und Stelle zu sein.
Deshalb möchte ich theoretisch versuchen die Energie der Blitze in Akkumulatoren einzuspeichern und dann gezielt zu nutzen. Hierfür habe ich mir gedacht, dass man die Parallelschaltung und Serienschaltung sich zu Nutze machen könnte. Man lässt den Blitz in eine Metallstange leiten, welche sich in mehrere kleinere Metallstangen teilt, dabei würde die Stromstärke geteilt werden. Für das Runterbrechen der Spannung würde man die Akkumulatoren hintereinander anbringen.
Oder man könnte die elektrische Energie in Super-Kondensatoren einspeichern (die lassen sich schneller aufladen als Akkumulatoren) und dann würde man langsam die Akkus auffüllen. Somit würde man die Blitzenergie kurzzeitig speichern und dann in den Akku einspeichern für eine längere Speicherung.
Damit meine Arbeit regional bleibt, habe ich mich entschieden den Kanton Freiburg und umliegende Gebiete zu untersuchen. Ich würde theoretisch in diesem grossen Gebiet jeden Kilometer eine Metallstange montieren und dann die Blitze über einem Jahr in diesen Akkumulatoren einspeichern. Natürlich müsste man aus finanzieller Sicht extrem viel für das Material (Akkus, Spuer-Kondensator, Stangen etc.), das Zusammenbauen und Aufbauen bezahlen.
Ich habe auch schon bei MeteoSchweiz Daten empfangen können und habe die Blitzdichte (Blitze pro km2 und pro Jahr) über die letzten 10 Jahre in diesem Gebiet ermitteln können. Ich habe auch schon das Buch „Lightning: Physics and Effects“ angefangen zu lesen, jedoch wird viel über die Vereinigten Staaten von Amerika gesagt, jedoch nicht über Europa oder Schweiz. Auch das Buch „Regenbogen, Licht und Schall“ habe ich gelesen.
Da ich keine Experimente mache, stelle ich mir einige Fragen:
1. Wie hoch sind die Spannung und die Stromstärke maximal, minimal und durchschnittlich bei einem Blitz?
2. Wie lange dauert ein Blitz maximal, minimal und durchschnittlich? Und die Hauptentladung?
3. Würde es ausreichen eine 80 Meter hohe Metallstange pro km2 hinzustellen um jeden Blitz abzufangen?
4. Hält die Metallstange diese Stromstärken aus (auch mit sehr kurzer zeitlicher Belastung)?
5. Was für Material würde sich eigenen um die Metallstange zu isolieren? Bzw. würde eine 5mm dicke Gummischicht reichen?
6. Würde man es schaffen diese Umwandlung von Blitz auf Super-Kondensatoren auf Akku?
Gruss Vincent