Hintergrund der Forschung
Die Forscher des japanischen Unternehmens NTT sind darauf spezialisiert, Schutzmaßnahmen gegen Blitzschläge zu entwickeln. Jedes Jahr kommt es weltweit zu etwa 1,4 Milliarden Blitzen – dies entspricht etwa 44 Blitzen pro Sekunde. Darüber hinaus ergeben sich durch diese Phänomene immense Energiemengen. Ein Blitz enthält Schätzungen zufolge mehr als eine Milliarde Joule Energie. Diese Energiemenge entspricht ungefähr 278 Kilowattstunden. Daraus ergibt sich eine potentielle Möglichkeit, diese Energie zu speichern und zu nutzen, um nachhaltige Energiequellen zu erschließen.
Die Funktionsweise der Blitz-Drohne
Die Ingenieure warteten auf ein geeignetes Gewitter und starteten im Dezember ihre Drohne, als die Stärke des elektrischen Feldes erheblich anstieg. Der entscheidende Unterschied zu herkömmlichen Drohnen besteht in ihrem speziellen Design. Die Drohne ist mit einem „blitzresistenten“ Metall-Faraday-Käfig ausgestattet. Dieser Käfig leitet den Blitz um die Drohne herum und leitet den enormen Strom radial ab. Zusätzlich verfügt die Drohne über einen leitenden Erdkabel von über 300 Metern Länge. Durch spitzen Antennen, die oben herausragen, wird die Wahrscheinlichkeit verkleinert, dass die Drohne Schaden nimmt.
Der Ablauf des Experiments
Sobald die Drohne in einer Höhe von 300 Metern schwebte und der Erdleiter abgeschaltet war, bauten sich zwischen der Drohne und dem Erdleiter enorme Spannungsunterschiede auf – was schließlich zur Auslösung eines Blitzeinschlags führte. Diese spannende Entwicklung endete damit, dass die Drohne während des Blitzeinschlags stabil blieb. Die Forscher berichteten von beeindruckenden, blauen Blitzlichtern und „knallenden“ Geräuschen aus der Trossenleitung. Es markierte den ersten erfolgreichen Versuch, mit einer Drohne Blitze gezielt auszulösen und zu leiten.
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Mögliche Anwendungen und Herausforderungen
Die NTT-Forscher haben das Potenzial dieser Technologie erkannt. Über die Grundlagen der Blitzkontrolle hinaus gibt es auch Überlegungen zur Energiespeicherung. Der Plan zur Entwicklung von Methoden zur Speicherung dieser Blitzenergie zeigt, wie ernsthaft die Wissenschaftler an der Umsetzung dieser Technologie arbeiten. Als potentielles Energiespeichersystem könnten ultrahohe Kondensatoren erforderlich sein. Diese nehmen zwar massive Energiemengen auf, bringen aber individuelle Herausforderungen mit sich.
Die Herausforderung wird es sein, das explosive Potenzial der Blitzenergie sicher zu bewältigen. Die spontane Abgabe von Energie erzeugt riesige Spannungsspitzen, die im Stromnetz nicht sofort bewältigt werden können. Konventionelle Stromnetze sind für einen gleichmäßigen Energiefluss ausgelegt – Blitzschläge hingegen erzeugen Brüche im Energiefluss. In diesem Zusammenhang sind geeignete Puffersysteme notwendig.
Schlussfolgerung: Vom Himmel zur Erde – eine neue Ära der Energienutzung?
Die Idee, mit einer Drohne sowohl Blitze zu steuern als auch deren Energie zu nutzen, ist eines der spannendsten Themen aktueller Forschung. Noch ist es ein weiter Weg zur praktischen Anwendung. Doch die zugrunde liegenden Prinzipien dieser Technologie eröffnen faszinierende Perspektiven für die Zukunft der Energieversorgung. Damit könnten künftig große städtische Infrastrukturen, wie Outdoor-Stadien oder Windkraftanlagen, vor Blitzschäden geschützt werden. Eine beeindruckende technische Meisterleistung, die eine nachhaltige Zukunft in greifbare Nähe rückt.
Quelle: NTT