Kondensatoren via "Blitz" laden?

Hey Fachleute,

als laie mit grundwissen in nahezu allem stelle ich mir
gelegentlich selbst ganz naiv fragen, deren positive antwort
einfache problemloesungen darstellen koennten.

Und so hier:

Koennte eine batterie von hunderten kondensatoren
durch energieuebertragung durch einen oder mehrere
blitze geladen werden? Baugroesse in relation zur
speicherkraft wg. verbau in fahrzeugen.

Besonders von elektrik trix hab ich keine besondere ahnung
und recherche zu 10 fragen sprengt mir jeden zeitrahmen...

Ich frage, weil durch die kondensatoren die energie weiterverteilt werden soll,
bis zum kontinuierlichem fahrzeugantrieb, bsw. durch einfachen federtrieb
oder druckzylindertrieb. Aufpressen via bsw. elektromagnetismus...oder wie besser
auch immer die kondensatorenergie weiterverwendet werden kann...?
Mir gehts ums aufladen und weiterverwenden von aufgeladenen kondensatoren...
denn strom tanken und speichern waere einfach guenstig und sicher handhabbar.

Nach erstem eingewoehnen mit viel personal weil es heftig knallt, braeuchten autos zum tanken alle 400km nur langsam unter evtl. mehreren stromgebern herfahren.
Man muss den leuten klarmachen, dass es absolut sicher ist und sie kopfhoerer als schutz aufsetzen sollen, spaeter koennen die schuetzer serienmaessig seitlich der kopfstuetzen verbaut sein, vorschwenken, kopf zurueck, s knallt und der tank ist voll...automatisch registriert und abgebucht...lool!

Naja und die tankstellen haben die energie aus unserer groessten steckdose aus tiefenbohrungen.


Naj gaebe vieles sinnvolles, wenn man wollte...
und noch mehr wunschtraeume...

greetz frank

Hi,

infitec schrieb:Koennte eine batterie von hunderten kondensatoren
durch energieuebertragung durch einen oder mehrere
blitze geladen werden?

Im Prinzip ja, aber :D So viel Ladung hat ein Blitz nun auch wieder nicht: aus http://www.wissen.de/irrtum-der-technik-gewitter

Aber: Die durchschnittliche Dauer eines Blitzes liegt bei 0,07 Sekunden. Die Energie eines durchschnittlichen Blitzes beträgt etwa 23,5 Kilowattstunden. Mit der Energie aus einem durchschnittlichen Blitz ließe sich eine 100-Watt-Glühlampe knapp 10 Tage lang betreiben, aber keine Kleinstadt eine Stunde mit Strom versorgen.

Auch interessant: https://www.ffe.de/publikationen/fachartikel/276-nutzung-von-gewitterenergie (Archiv-Version vom 22.07.2014)
Insofern lohnt es sich einfach nicht, ungeachtet der sonstigen technischen Probleme bei der Verarbeitung solcher Energien.
-TR

Dummerweise weiss man vorher nie wo ein Blitz einschlägt.

Man kann aber durchaus für den Blitz vorteilhafte Einschlagpunkte konstruieren. Einfach einen Ball mit 60m Durchmesser übers Land rollen und überall da, wo er die Erde o.ä. berührt einen Telefonmast platzieren.

@Total_Recall hat aber völlig Recht, wenn er sagt, dass in einem Blitz eigentlich nicht so viel Energie steckt, wie mansch einer denkt. Kann man auch in einigen "Do it yourself" - Ausstellungen beobachten, wenn die Experimente mit Blitzen haben. Da liegt die resultierende Energiemenge der Blitzchen im mW Bereich, einzig die Spannung wäre höher.

Blitz Gefangen nehmen. Theoretisch geht das, praktisch auch, es gab und gibt da einige Projekte und Überlegungen. Ökonomisch ist das aber völliger Leerlauf.

Es gibt zwar sog Blitztürme, nur leider sind Blitze unzuverlässiger als die Deutsche Bahn. Die Blitzdichte ist gering und regional sehr unterschiedlich. (2013 total 542t verteilt auf das Bundesgebiet. 6.4E/km^2 in Coburg und 0.17 Limburg; Quelle BLIDS)

Blitze sind lausige C-Promis. Viel Tamtam, nix dahinter. Die meiste Energie geht leider für den beeindruckenden Auftritt drauf, die nutzbare Energie reicht gerade um lausige Glühbirnen ein paar Stunden zu versorgen.

Fazit: enormer Aufwand bei gleichzeitig geringsten Erfolgsaussichten. Bringt leider nichts, auch wenn die Idee durchaus charmant ist.

Recall hat ja schon ein gutes Fundstücke verlinkt.

Total_Recall schrieb:Aber: Die durchschnittliche Dauer eines Blitzes liegt bei 0,07 Sekunden. Die Energie eines durchschnittlichen Blitzes beträgt etwa 23,5 Kilowattstunden. Mit der Energie aus einem durchschnittlichen Blitz ließe sich eine 100-Watt-Glühlampe knapp 10 Tage lang betreiben, aber keine Kleinstadt eine Stunde mit Strom versorgen.

Damit wird klar, weshalb Frankensteins Monster nicht besonders helle war. Bei dem leuchtete nur eine Dunkelbirne :)

Total_Recall schrieb:Die Energie eines durchschnittlichen Blitzes beträgt etwa 23,5 Kilowattstunden.

Wiki sagt da aber was anderes:

Obwohl ein einzelner Blitz eine große Menge an Energie besitzt (etwa 5 Milliarden Joule[1] oder die Energie, welche sich in 145 Litern Benzin befindet), ist sie auf einen extrem kleinen Ort und Zeit konzentriert

Auch nicht die Welt, aber immerhin mein jährlicher Stromverbrauch (knapp 1400 kWh)

mfg
kuno

kuno7 schrieb:Auch nicht die Welt, aber immerhin mein jährlicher Stromverbrauch (knapp 1400 kWh)

Mal abgesehen davon, dass sich wiki hierbei mal wieder auf eine Quelle bezogen hat, die nach eigenen Richtlinien eigentlich unzulässig ist, müsste man diese Energie in den Wolken entnehmen.
Hier war bislang immer von einschlagenden Blitzen die Rede.
(dass 'unten' deutlich weniger ankommt weit der gleiche wiki Artikel Wikipedia: Nutzung von Blitzenergie übrigens auch)

Andere Quellen:
Ute Ebert, Physics Journal

Blitze sind ebenso faszinierende wie furchteinflößende
Himmelserscheinungen – zu Recht,
denn die Spannungen in einer Gewitterwolke
können bis zu 100 Megavolt erreichen, die Blitzströme
bis zu 200 Ampere. Dies entspricht einer elektrischen
Leistung von 20 Gigawatt. Wie gewaltig das ist, wird
deutlich, wenn man bedenkt, dass die installierte
Gesamtleistung aller Kraftwerke in Deutschland bei
120 Gigawatt liegt. Bei einer Stromdauer von einer
Zehntelsekunde beträgt die dissipierte Energie eines
Blitzes 500 kWh. Diese Energie lässt sich natürlich
nicht am Fußpunkt der Entladung abzapfen, sondern
erzeugt Blitz und Donner, elektromagnetische Strahlung
und chemische Reaktionen über die ganze Höhe
der Entladung hinweg. Blitze produzieren auch Stickoxide
und Ozon und sind damit eine wichtige Quelle
von Treibhausgasen.

http://homepages.cwi.nl/~ebert/PhysJ09.pdf


Steffen Großmann, TU Dresden

Wie groß sind Spannung und Stromstärke eines Blitzes?
Bei Wolke-Erde-Blitzen ist eine Spannung von mehreren zehn Millionen Volt erforderlich, damit die Blitzentladung überhaupt starten kann. Derartig hohe elektrische Spannungen sind technisch in Geräten nicht sicher beherrschbar. Der Strom, der dabei fließt, kann kurzzeitig Höchstwerte von einigen zehn- bis wenigen hunderttausend Ampère erreichen.
[...]
Welche Energie steckt in einem Blitz?

Die meiste Energie benötigt der Blitz zum Aufbau des sehr langen, etwa 10.000 Grad Celsius heißen Entladungskanals, der zwischen der Wolke und der Erde entsteht. Wir nehmen ihn akustisch als Donner und optisch als Lichtblitz wahr.

Betrachtet man die Energie, die an der Einschlagstelle in Wärme umgewandelt wird, so reicht diese bei einem Blitz von durchschnittlicher Stärke gerade aus, um weniger als einen Kubikzentimeter Stahl zum Schmelzen zu bringen. Das ist genug, um ein Loch in ein Blech zu brennen, ein Feuer zu entzünden oder eine Explosion auszulösen. Mit dieser Energie könnte man auch eine 75-Watt-Leuchte eine Minute lang betreiben. Das ist jedoch für energietechnische Anwendungen nicht ausreichend.

Fazit

Blitze sind in unserer Region ein eher seltenes, örtlich und zeitlich nicht vorhersagbares Ereignis von extrem kurzer Dauer mit einem an der Einschlagstelle geringen Energiegehalt. Damit ist eine technische und wirtschaftliche Nutzung zur Energiegewinnung nicht möglich.

http://www.enso-blog.de/naturgewalt-lasst-sich-aus-blitzen-energie-gewinnen#comments

Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V.

Da die maximale Spannung und der maximale Strom bei der Entladung eines Kondensators bzw. bei einem Blitz nicht zeitgleich auftreten, kann die Energie nicht durch Multiplikation von maximalem Strom, maximaler Spannung und Zeit berechnet werden. Da ein Blitz ein natürliches Phänomen ist, gibt es keinen typischen Blitz, sondern mehrere Kategorien, die sich z.B. in Polarität, maximaler Spannung, maximalem Strom, Ladung und Dauer unterscheiden. Daher werden im Folgenden lediglich typische Einzelgrößen zur Berechnung genutzt, um nicht eine Blitzkategorie verstärkt zu behandeln.

Als stark vereinfachtes Berechnungsmodell kann ein „Wolke-Erde Kondensator“, der die Blitzenergie enthält, genutzt werden. Bei einem starken Blitz beträgt die ausgetauschte Ladung 100 As bei einer anfänglichen Spannung von z.B. 10 MV. Daraus ergibt sich eine Energie von ca. 277 kWh. Dies entspricht dem Energieinhalt von ca. 31 l Benzin, einem halb gefüllten Automobiltank.

Ein großer Teil der Energie des Blitzes wird jedoch im Blitzkanal in Wärme und Licht umgewandelt. Um die am Boden ankommende Energie eines Blitzes zu berechnen, wird die Energie zu Grunde gelegt, die z.B. an einem Baum oder Blitzableiter abgegeben wird. Die Art und der Widerstand des Gegenstands, über den der Blitz schließlich den Erdboden erreicht, hat wegen der hohen Spannung keinen Einfluss auf den Blitz. Ist der Widerstand klein, dann dominiert der Widerstand des Blitzkanals. Ist der Widerstand zu hoch, dann fließt nur ein kleiner Teil des Stroms durch den Gegenstand, der Rest fließt z.B. durch die Luft zum Boden. Daher wird von einem fest eingeprägten Stromverlauf ausgegangen, durch den an der Einschlagstelle eines starken Blitzes eine spezifische Energiedichte von 5,6 MJ/Ω und ein maximaler Strom von 150 kA vorhanden sind /HAS93/. Bei einem Widerstand von 10 Ω ergeben sich ca. 16 kWh (entspricht ca. 2 l Benzin) bei einem Spannungsabfall von 1,5 Millionen Volt.

8 Zusammenfassung

Während das Schadenspotenzial eines Blitzeinschlags durch die kurze Zeit, in der die Energie freigesetzt wird, enorm ist, ist die Menge der umgesetzten Energie gering. Zudem wird ein großer Teil der Blitzenergie im Blitzkanal in Wärme und Licht umgewandelt. Hierzu kommt, dass selbst an exponierten Stellen wie Sendemasten auf Bergen weniger als hundert Blitze pro Jahr einschlagen, die jährliche Ausnutzungsdauer einer Anlage wäre äußerst gering. Selbst wenn eine Speicherung oder Umwandlung der Blitzenergie technisch möglich wäre, zeigt eine Betrachtung der jährlich erzielbaren Erlöse, dass der Aufwand in keinem Verhältnis zum Nutzen steht.

https://www.ffe.de/publikationen/fachartikel/276-nutzung-von-gewitterenergie (Archiv-Version vom 22.07.2014)

Völlig egal welche Zahlen wir nun zugrunde legen.
Eine Nutzbarmachung von einschlagenden Blitzen macht weder aus technischer noch aus wirtschaftlicher Sicht Sinn. Wind und Sonne dürften wohl um ein zigfaches effizienter sein.

Hi,

wuec schrieb:Hier war bislang immer von einschlagenden Blitzen die Rede.

Und aus meiner Sicht sollte man da, wenn überhaupt, einen eher konservativ-pessimistischen Durchschnitt ansetzen, eine Maximalleistung wäre wenig sinnvoll. Die wäre für eine mögliche konstruktive Auslegung reserviert.

wuec schrieb:Wind und Sonne dürften wohl um ein zigfaches effizienter sein.

Wahrscheinlich auch fast grundsätzlich deswegen, weil die Sonne als Motor die Ursache des Blitzes ist und nur mit Verlusten ihre Energie umgewandelt wird, die wir dann in Form elektrischer Energie mit nochmaligen Verlusten in nutzbare Energie umwandeln könnten. Ich gebe zu, es klingt natürlich verführerisch "Schau mal, der Blitz liefert doch gleich richtige elektrische Energie."
-TR

@wuec

wuec schrieb:Eine Nutzbarmachung von einschlagenden Blitzen macht weder aus technischer noch aus wirtschaftlicher Sicht Sinn.

Unterschreib.

wuec schrieb:Wind und Sonne dürften wohl um ein zigfaches effizienter sein.

Und auch einfacher zu realisieren, meine 30m² PV auf dem Garagendach liefern ca. 4 MWh/a.

mfg
kuno

@infitec
Könnte Dich auch interessieren ;)

Atmospheric Electricity by Herman Plauson - Gewinnung und Verwertung der atmosphärischen Elektrizität

http://www.nuenergy.org/uploads/117610990-Plauson.pdf

LG

@Alek-Sandr
Geil, der Plauson, Danke für den Tip! Das mit der elektrostatischen blitzeschleudernden Bundeslade ist also ebenfalls nicht erst auf dem Mist der Präastronautik gewachsen...
Und na klar, der Herr Plauson ist Ingenieur.

Total_Recall schrieb am 13.03.2015:So viel Ladung hat ein Blitz nun auch wieder nicht

Was nun wieder bedeutet, dass der Fluxkompensator ein recht genügsames Gerät ist. :D

@kleinundgrün
Deshalb hatte das komische Ami-Auto für die notwendige Power einen Atomreaktor an Bord. Der flux hat nur die Zeit verdichtet. Das benötigt wohl nicht allzu viel Energie. Schätzungsweise.

War da nicht was mit 1.21 Gw?

mfg
kuno

Jop, aber für alles.

@kalamari
Was meinst du mit "alles"?

Zu der Zeitmaschine gehörte ja noch mehr, evtl hat nur eine Startspannung gefehlt, die der Blitz erzeugt.


Evtl ists aber auch so, dass es sich nur um einen Film handelt und man nicht in der Zeit reisen kann, wenn man sich mit 88 mph bewegt.

@kalamari
Es ging gerade um die Leistungsangabe von 1,21 GW. Das ist zwar aus dem Film, aber darum geht es doch hier gar nicht.


Fluxkompensator oder nicht :D

1 GW, wenn das stimmt, ist schon ne menge Leistung. Wenn die eine Sekunde anhält, kann man schon eine ganze Menge Arbeit damit verrichten, wenn es sich speichern ließe.

etwas um die 300kWh, wenn ich mich gerade nicht vertue, oder?

Wikipedia: Zurück in die Zukunft

Die Zeitmaschine
Dr. Emmett L. Brown baute die Zeitmaschine aus einem DeLorean DMC-12, da er den Sportwagen als stilvoll empfand und er sich wegen seiner Karosserie aus rostfreiem Edelstahl ideal für diesen Zweck eignete. Außerdem ist mit ihm leicht die erforderliche Sprunggeschwindigkeit von rund 140 km/h (im Original und ab dem dritten Teil auch in der deutschen Synchronisation: 88 Meilen pro Stunde) möglich.

Der Fluxkompensator
Der Fluxkompensator ist das Kernstück der Zeitmaschine, der nach Browns Aussage „Reisen durch die Zeit erst möglich macht“. Er besteht aus einem grauen, rechteckigen Kasten mit drei länglichen, blinkenden Glasröhrchen, die hinter einer Glasscheibe eben im 120°-Winkel zueinander angeordnet sind. Der Fluxkompensator ist an der Rückwand zwischen den beiden Sitzen im Fahrzeuginneren angebracht. Brown hat ihn am 5. November 1955 erfunden, als er beim Aufhängen einer Uhr in seinem Badezimmer von der Schüssel seiner Toilette abrutschte und unsanft mit dem Kopf aufschlug.

Der Begriff „Fluxkompensator“ ist eine falsche Übersetzung; der englische Originalbegriff flux capacitor müsste technisch und sprachlich korrekt mit „Flusskondensator“ wiedergegeben werden. Auf der Zeichnung, die Doc Brown angefertigt hat, nachdem er von der Toilette gefallen war, steht dagegen der englische Begriff „flux compression“, das Gerät dient also von der Planung her einer „Verdichtung des Zeitflusses“. Der Begriff „Fluxkompensator“ ist schnell in die deutschsprachige Popkultur eingegangen und wird seither manchmal scherzhaft für hochentwickelte, unverständliche und geradezu Wunder wirkende Technik verwendet.

Energieversorgung
Die Geschwindigkeit von 140 km/h erreicht der DeLorean mit Hilfe des eingebauten Verbrennungsmotors mit bleifreiem Benzin, wobei im ersten Teil fälschlicherweise von Doc Brown behauptet wird:" Diese Kiste fährt elektrisch..." Die für den Zeitsprung benötigten 1,21 Gigawatt Leistung werden durch einen Atomreaktor im Heck des Fahrzeugs bereitgestellt, der mit Plutonium arbeitet. Später wird dieser durch einen Fusionsgenerator (im Original „Mr. Fusion Home Energy Reactor“) ersetzt. Dieses aus der Zukunft entliehene Gerät wandelt jegliche Materie, im Film stets Abfall, in Energie um.

Aber jetzt genug OT, es geht hier ja um Blitze:
Wikipedia: Blitz