Praktische Experimente mit alternativen Energien - Selbstbauprojekte mit Thermovoltaik und erneuerbaren Kraftstoffen

1.8 Der Blitz – ein Over-Unity-Effect? (S. 42-43)

(Idee von Benjamin Franklin und Nikola Tesla) Ist es möglich, die enorme Energie der atmosphärischen Elektrizität zu nutzen? Insbesondere bei einem Gewitter zeigt sich all zu oft die gewaltige Kraft der Blitze.Wer sich Gedanken darüber macht, wie man die Energie eines Blitzes nutzen kann,muss erst einmal verstehen, wie die „himmlische Elektrizität“ überhaupt entsteht. Früher glaubten die Menschen, Blitze würden von Göttern geschickt. Die Wissenschaft hat eine andere Erklärung dafür parat. Auf- und Abwinde in der Gewitterwolke rufen Ladungstrennungen hervor. Die unterschiedliche Verteilung von Eis und Wasser erzeugt unterschiedlich leitfähige Bereiche.

All dies führt dazu, dass es Bereiche mit positiver und negativer Ladung gibt. Meist ist der obere Teil der Gewitterwolke positiv und der untere Teil entsprechend negativ. Folglich besteht zwischen oberem und unterem Teil derWolke eine Potenzialdifferenz (= elektrische Spannung). Aber auch zwischen dem unteren Teil derWolke und der Erdoberfläche besteht eine Potenzialdifferenz, wobei auf der Erdoberfläche eine positive Ladung influenziert wird.

Früher glaubten die Gelehrten, dass die Spannung Werte erreichen kann, die groß genug sind, um eine Selbstentladung zu erzeugen. Sobald also die Spannung groß genug ist, kommt es zu einer Entladung, die als Blitz in Erscheinung tritt – ähnlich wie bei einer Zündkerze im Verbrennungsmotor. Bei diesem Überschlag wird die Luft schlagartig leitend und die getrennten Ladungen können sich ausgleichen. Damit in einer Luftstrecke von nur einem Millimeter eine Funkenentladung entsteht, muss die Spannung mindestens etwa 1.000 V betragen. Auf den Meter hochgerechnet sind das mindestens eine Million Volt.

Damit zwischen Wolkenunterseite und Erdoberfläche eine Selbstentladung zustande kommen kann, muss die Spannung mehrere 10 bis 100 Millionen Volt betragen. Bedauerlicherweise lässt sich nach neueren wissenschaftlichen Erkenntnissen die Entstehung eines Blitzes nicht so einfach erklären. Man hat nämlich Raketen mit eingebauten Sensoren in Gewit terwolken geschossen und dort u. a. die elektrischen Feldstärken gemessen. Die dort vorhandenen Feldstärken reichen aber in der Regel nicht aus, um eine Selbstentladung zu erzeugen, d. h., es dürfte eigentlich keine Blitze geben. Da es sie aber trotzdem gibt, muss es auch eine andere Erklärung dafür geben.

Wenn die Feldstärke für eine Selbstentladung noch nicht ausreicht, es aber trotzdem zu einer Entladung kommt, müssen durch einen äußeren Einfluss frei bewegliche Ladungsträger erzeugt werden, wodurch die nötige lokale Durchschlagsspannung herabgesetzt wird. Ausgiebige Untersuchungen haben gezeigt, dass diese äußeren Einflüsse durch die Höhenstrahlung entstehen. Diese energiereiche Strahlung kommt aus dem Weltraum und trifft auf Atome der oberen Atmosphäre. Dadurch kommt es zu Kernumwandlungen und zur Aussendung sogenannter Sekundärstrahlung. Die Sekundärstrahlung reicht bis zur Erdoberfläche hinunter und hat die Eigenschaft, Luftmoleküle entlang ihrer Flugbahn zu ionisieren.


Erst durch diese Ionenbahnen reichen die Feldstärken aus, sodass sich Entladungen bilden können. Durch eine Vielzahl sich kreuzender oder sich nahekommender Ionenspuren sucht sich der Blitz schließlich seinen Weg nach unten (Ähnliches findet auch bei Blitzen innerhalb einer Gewitterwolke statt). Durch diese Modellvorstellung lässt sich auch die verästelte Struktur eines Blitzes erklären. Eine Entladung leuchtet nur etwa eine hundertstel Sekunde auf. Nach einer Erholungsphase von wenigen hundertstel Sekunden folgen weitere Entladungen. Bis zu 50 aufeinanderfolgende Entladungen wurden schon beobachtet.