Wow! Energie zum Staunen

Was Fußballspieler wirklich leisten

Die Leistung von Fußballern zu beurteilen ist normalerweise Sache von Trainern und Zuschauern, in jedem Fall sehr subjektiv. Die physikalische Leistung lässt sich aber sehr genau berechnen. Wissenschaftler haben nämlich herausgefunden, dass die effektive Spielzeit eines 90-minütigen Fußballspiels etwa 60 Minuten dauert, in denen ein Spieler durchschnittlich 10 Kilometer zurücklegt und dabei etwa 1500 kcal (6280 kJ) Energie verbraucht. Da ein Joule einer Wattsekunde (Ws) elektrischer Energie entspricht, lässt sich die verbrauchte Energiemenge auf genau 1,74 Kilowattstunden (kWh) beziffern. Daraus wiederum ergibt sich gemäß der Formel Leistung = Energie pro Zeit eine durchschnittliche Leistung von 1,74 Kilowatt (KW).

Warum Windräder miteinander kommunizieren

Weltweit werden vermehrt Windkraftanlagen installiert, die meist in großen Windparks organisiert sind. Um die Anlagen zentral aus der Ferne überwachen und steuern zu können, sind alle Windräder eines Parks mittels Ethernet und Glasfaser untereinander verbunden, über die sie permanent Daten austauschen. Zudem sind alle Windräder über ein gemeinsames „Gateway“ an ein öffentliches Kommunikationsnetz angeschlossen. So lässt sich von jedem beliebigen Internetzugang Zugriff auf jedes einzelne Windrad nehmen.

Mit einem Liter Sprit um die Welt

Das bislang sparsamste Auto der Welt haben Ingenieure der ETH Zürich entwickelt. Im Rahmen des alljährlich stattfindenden Shell Eco-Marathons, des größten europäischen Energie-Effizienzwettbewerbs, haben sie 2005 ein Fahrzeug auf die Strecke geschickt, das von einer Brennstoffzelle angetrieben wurde. Es absolvierte den Rundkurs mit 1.07 Gramm Wasserstoff, was umgerechnet 5134 Kilometer pro Liter Treibstoff entspricht. Als sparsamstes Serienauto der Welt gilt übrigens der Smart fortwo cdi, der sich mit durchschnittlich 3,3 Litern auf 100 Kilometern begnügt.

Internet verursacht mehr CO2 als Flugverkehr

Unterhaltungselektronik hat einen immer größeren Anteil am Energieverbrauch. Allein der Stromverbrauch rund um den PC fürs Googeln, Spielen, Downloaden oder Chatten verursacht mehr CO2-Emissionen als der gesamte deutsche Luftverkehr. Nur ein Teil des Stromverbrauchs entsteht allerdings am Computer selbst. Der größte Teil entfällt auf die nachgelagerte Netzinfrastruktur vom Router bis zum Rechenzentrum.

Blut als Stromquelle

Derzeit arbeiten Wissenschaftler weltweit an der Entwicklung von sogenannten Biobrennstoffzellen, die organische Materialien mittels Bakterien in elektrische Energie verwandeln. US-Wissenschaftler von der Universität Saint Louis haben bereits eine briefmarkengroße Bio-Brennstoffzelle hergestellt, die aus Zuckerlösung genügend Strom erzeugt, um damit ein Handy zu laden. Kanadische Forscher haben sogar eine Bio-Brennstoffzelle entwickelt, die aus Blutzucker elektrische Energie gewinnt. Als Implantat könnten solche Bio-Brennstoffzellen eines Tages andere Implantate wie Herzschrittmacher mit Strom versorgen. Auch größere Anwendungen sind denkbar: In Zukunft könnten etwa Klärschlämme aus der Industrie als Energielieferanten dienen und Klärwerke gleichzeitig als Bio-Kraftwerke Strom produzieren.

Strom aus Körperwärme

Sogenannte Thermogeneratoren nutzen die Bewegungsenergie von Elektronen, die umso schneller sind, je wärmer die Umgebung ist. In der Raumfahrt finden diese bereits Anwendung, und auch in der Medizin ist es schon möglich, medizinische Geräte mit Strom aus Körperwärme zu betreiben. Bis Thermogeneratoren auch andere Bereiche des Alltags erobern, ist es nur noch eine Frage der Zeit. Eine Anwendungsmöglichkeit könnte zum Beispiel sein, kostenlosen Strom aus der Abwärme von Auspuffanlagen zu erzeugen.

120 Jahre alte Windkraftanlage

Windkraft ist in aller Munde und trägt weltweit immer stärker zur Stromerzeugung bei. Was aber kaum einer weiß: Pionier der Technik ist der US-Amerikaner Charles F. Brush, der zudem Begründer der amerikanischen Elektrizitätswirtschaft war. 1888 konstruierte er die erste vollautomatische Windkraftanlage zur Stromerzeugung. Mit einem Rotordurchmesser von 17 Metern und 144 Rotorblättern war diese zwar ein wahres Ungetüm, aber immerhin lieferte sie 20 Jahre lang zuverlässig Energie zur Stromversorgung seines Wohnhauses.

Energie aus Schwarzen Löchern

Schwarze Löcher können nicht nur ganze Planeten verschlingen, sondern sie verwandeln die verschluckte Materie auch effizienter als jedes Kraftwerk in Energie. Forscher haben herausgefunden, dass ihre Effizienz dem 20-Fachen dessen entspricht, was Atomkraftwerke leisten. Ein Automotor gleicher Effizienz könnte mit einem Liter Benzin mehr als 410 Millionen Kilometer zurücklegen. Schwarze Löcher sind Objekte im Universum, die eine so verdichtete Masse und damit Gravitationskraft haben, dass sie sogar alles Licht in ihrer Umgebung anziehen und „verschlucken“, weshalb sie völlig schwarz erscheinen.

Strom ist langsamer als eine Schnecke

Wer hätte das gedacht? Obwohl sich Spannungsfelder mit annähernd Lichtgeschwindigkeit aufbauen, fließt der Strom selbst eher gemächlich. Strom ist nichts anderes als Elektronen, die von einem Ort zum andern wandern. Und das tun sie in einem Kupferdraht mit gerade mal 0,7 Millimetern pro Sekunde bzw. 2,52 Metern pro Stunde. Bei dieser Reisegeschwindigkeit würde jede Schnecke locker mithalten. Die schnellste Schnecke der Welt, die im vergangenen Jahr die Weltmeisterschaften im Schneckenrennen gewann, schaffte sogar ein Tempo von rund sieben Metern pro Stunde. In 2:49 Minuten raste sie vom Start ins 33 Zentimeter entfernte Ziel.

Strom fließt rückwärts

Da Strom nichts anderes ist als wandernde Elektronen, wäre es eigentlich logisch, seine Fließrichtung mit der Bewegungsrichtung von Elektronen gleichzusetzen. Aufgrund historischer Irrtümer wurde der Stromfluss aber umgekehrt zur Bewegungsrichtung definiert, was bis heute so beibehalten wurde. Strom fließt daher vom Pluspol einer Spannungsquelle zum Minuspol, während die Elektronen vom Minus- zum Pluspol wandern.