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Unter
den Energietechnikern ist die englische First Lirpa Ltd. bereits eine große
Nummer. Die ungewöhnlichen Konzepte des Londoner Unternehmens werden auf
Kongressen und Messen immer wieder gerne kontrovers diskutiert. Bereits auf den
ersten Blick recht spektakulär ist der erst kürzlich vorgestellte Ansatz,
"arbeitende" Gebäude zur Stromgewinnung heranzuziehen. Lirpa will sich dabei nicht nur
auf die Top-Aushängeschilder moderner Architektur konzentrieren (gemeint sind
z.B. Wolkenkratzer), sondern hat auch Konzepte für
"normale" Einfamilienhäuser in petto
Energiegewinnung bei schwankenden Wolkenkratzern ...
Es dürfte allgemein bekannt sein, dass Wolkenkratzer wie der
neue Freedom Tower in New York (Bild rechts) in ihrem Oberstübchen um mehrere
Meter schwanken. Besonders der Wind zieht und zerrt an hohen Gebäuden. Die
verantwortlichen Architekten und Bau-Ingenieur versuchen mit federnd oder
pendelnd gelagerten Ausgleichsgewichten dieser Dynamik Herr zu werden, damit die
Penthouse-Bewohner nicht ständig seekrank sein müssen.
Die Techniker von First Lirpa Ltd. (und vermutlich nicht nur
diese) haben sich nun gefragt, wie man diese große kinetische Energie zur
Stromerzeugung nutzen kann. Einige Zeit ist man dem Vernehmen nach zweigleisig
gefahren und hat sowohl einen thermokinetischen wie auch einen
kinetisch-voltaischen Ansatz verfolgt. Inzwischen konzentrieren sich die
Londoner nur noch auf die direkte Stromerzeugung und beleuchten dabei zwei
Situationen - nämlich: die Gebäudedynamik mit großer und kleiner Amplitude.
Wenn z.B. die Spitze eines Wolkenkratzers mit großer Amplitude
um mehrere Meter hin und her schwankt, sollen Stab-Dynamos zum Einsatz kommen.
In ihnen befinden sich gut gelagert massive Metallstäbe, die auf Schwankungen
des Gebäudes aufgrund des Trägheitsprinzips nur wenig reagieren. Die aktiven
Teile der Stab-Dynamos sind dagegen fest mit dem Gebäude verbunden. Das
Bewegungs-Δ zwischen diesen beiden
System-Komponenten sorgt schließlich durch Induktion für elektrische Energie.
... und mit der kleinsten Hütte.
<img border="1" src="http://www.baulinks.com/webplugin/2006/i/0546-nano.jpg" hspace="3" vspace="3" align="right">Aber
nicht nur Wolkenkratzer "arbeiten"; auch Einfamilienhäuser sind ständig in
Bewegung - nicht zuletzt zu erkennen an Setz- und Spannungsrissen im Außenputz
oder der Tapete. Warum also nicht auch diese Energie nutzen und vielleicht
gleichzeitig etwas gegen die Risse tun? Bei Einfamilienhäusern sind die
Bewegungs-Amplituden zwar sehr, sehr gering; dafür ist aber die Masse in einer
"arbeitenden" Wand unverhältnismäßig groß. Um einem Laien den technischen
Hintergrund deutlich zu machen, hat der CTO / Chief technical officer bei Lirpa
folgende Gleichung aufgemacht: Wenn man eine Palette mit Ziegelsteinen 2 mm
bewegen möchte, wird "ziemlich viel Energie" benötigt. Stellt man nun die
Parameter um, ergibt sich bereits rein mathematisch, dass die Bewegung von einer
Wand um 2 mm "ziemlich viel Energie" erzeugt / erzeugen muß. Somit stellt sich
eigentlich nur noch die Frage, wie man die offensichtlich vorhandene Energie
"ernten" kann. Dazu arbeitet Lirpa angeblich mit Nano-Technikern aus Mainz
zusammen, und man stehe kurz vor dem Durchbruch in Form einer zweilagigen
Sandwich-Folie. Erste Test hätten gezeigt, dass die Doppel-Folie sowohl vertikal
wie horizontal verbaut werden könne. Besonders ergiebig sei es, die Folie
überall dort vorzusehen, wo im Mauerwerk Sprünge in der statischen
Belastungskurve vorkämen - also beispielsweise rechts und links von einer
Fensterbrüstung oder auch horizontal im Mauerfuß. Bei horizontalen Fugen sollten
besonders die berücksichtigt werden, die längs zu Hauptwindrichtung verlaufen.
Aber auch Querkräfte würden in elektrische Energie umgesetzt werden können.
Positiver Nebeneffekt der Lirpa-Folie: Sie hat neben der
energiegewinnenden Funktion mit Blick auf die Rissbildung einen stabilisierenden
Effekt. Die Doppelfolie kann zwar ein Mauerwerk nicht im üblichen Sinne
armieren, aber sie kanalisiert die Bewegungsenergie der Wand und kann insofern
doch der Rissbildung vorbeugen.
Während die Lösung für große Amplituden binnen 12 Monaten
serienreif sein soll, erwartet Lirpa bezüglich der Sandwich-Folie für kleine
Bewegungs-Amplituden noch einigen Entwicklungsaufwand. Möglicherweise können wir
also bereits am 1. April 2007 von der Energierevolution in Hochhäusern berichten
und die "kleine" Lösung am 1. April 2008 nachtragen. Angesichts steigender
Rohstoffpreise bestimmt ein ernstzunehmender Ausblick.
<div align='right'>Siehe auch: ausgewählte weitere Meldungen:
den Energietechnikern ist die englische First Lirpa Ltd. bereits eine große
Nummer. Die ungewöhnlichen Konzepte des Londoner Unternehmens werden auf
Kongressen und Messen immer wieder gerne kontrovers diskutiert. Bereits auf den
ersten Blick recht spektakulär ist der erst kürzlich vorgestellte Ansatz,
"arbeitende" Gebäude zur Stromgewinnung heranzuziehen. Lirpa will sich dabei nicht nur
auf die Top-Aushängeschilder moderner Architektur konzentrieren (gemeint sind
z.B. Wolkenkratzer), sondern hat auch Konzepte für
"normale" Einfamilienhäuser in petto
Energiegewinnung bei schwankenden Wolkenkratzern ...
Es dürfte allgemein bekannt sein, dass Wolkenkratzer wie der
neue Freedom Tower in New York (Bild rechts) in ihrem Oberstübchen um mehrere
Meter schwanken. Besonders der Wind zieht und zerrt an hohen Gebäuden. Die
verantwortlichen Architekten und Bau-Ingenieur versuchen mit federnd oder
pendelnd gelagerten Ausgleichsgewichten dieser Dynamik Herr zu werden, damit die
Penthouse-Bewohner nicht ständig seekrank sein müssen.
Die Techniker von First Lirpa Ltd. (und vermutlich nicht nur
diese) haben sich nun gefragt, wie man diese große kinetische Energie zur
Stromerzeugung nutzen kann. Einige Zeit ist man dem Vernehmen nach zweigleisig
gefahren und hat sowohl einen thermokinetischen wie auch einen
kinetisch-voltaischen Ansatz verfolgt. Inzwischen konzentrieren sich die
Londoner nur noch auf die direkte Stromerzeugung und beleuchten dabei zwei
Situationen - nämlich: die Gebäudedynamik mit großer und kleiner Amplitude.
Wenn z.B. die Spitze eines Wolkenkratzers mit großer Amplitude
um mehrere Meter hin und her schwankt, sollen Stab-Dynamos zum Einsatz kommen.
In ihnen befinden sich gut gelagert massive Metallstäbe, die auf Schwankungen
des Gebäudes aufgrund des Trägheitsprinzips nur wenig reagieren. Die aktiven
Teile der Stab-Dynamos sind dagegen fest mit dem Gebäude verbunden. Das
Bewegungs-Δ zwischen diesen beiden
System-Komponenten sorgt schließlich durch Induktion für elektrische Energie.
... und mit der kleinsten Hütte.
<img border="1" src="http://www.baulinks.com/webplugin/2006/i/0546-nano.jpg" hspace="3" vspace="3" align="right">Aber
nicht nur Wolkenkratzer "arbeiten"; auch Einfamilienhäuser sind ständig in
Bewegung - nicht zuletzt zu erkennen an Setz- und Spannungsrissen im Außenputz
oder der Tapete. Warum also nicht auch diese Energie nutzen und vielleicht
gleichzeitig etwas gegen die Risse tun? Bei Einfamilienhäusern sind die
Bewegungs-Amplituden zwar sehr, sehr gering; dafür ist aber die Masse in einer
"arbeitenden" Wand unverhältnismäßig groß. Um einem Laien den technischen
Hintergrund deutlich zu machen, hat der CTO / Chief technical officer bei Lirpa
folgende Gleichung aufgemacht: Wenn man eine Palette mit Ziegelsteinen 2 mm
bewegen möchte, wird "ziemlich viel Energie" benötigt. Stellt man nun die
Parameter um, ergibt sich bereits rein mathematisch, dass die Bewegung von einer
Wand um 2 mm "ziemlich viel Energie" erzeugt / erzeugen muß. Somit stellt sich
eigentlich nur noch die Frage, wie man die offensichtlich vorhandene Energie
"ernten" kann. Dazu arbeitet Lirpa angeblich mit Nano-Technikern aus Mainz
zusammen, und man stehe kurz vor dem Durchbruch in Form einer zweilagigen
Sandwich-Folie. Erste Test hätten gezeigt, dass die Doppel-Folie sowohl vertikal
wie horizontal verbaut werden könne. Besonders ergiebig sei es, die Folie
überall dort vorzusehen, wo im Mauerwerk Sprünge in der statischen
Belastungskurve vorkämen - also beispielsweise rechts und links von einer
Fensterbrüstung oder auch horizontal im Mauerfuß. Bei horizontalen Fugen sollten
besonders die berücksichtigt werden, die längs zu Hauptwindrichtung verlaufen.
Aber auch Querkräfte würden in elektrische Energie umgesetzt werden können.
Positiver Nebeneffekt der Lirpa-Folie: Sie hat neben der
energiegewinnenden Funktion mit Blick auf die Rissbildung einen stabilisierenden
Effekt. Die Doppelfolie kann zwar ein Mauerwerk nicht im üblichen Sinne
armieren, aber sie kanalisiert die Bewegungsenergie der Wand und kann insofern
doch der Rissbildung vorbeugen.
Während die Lösung für große Amplituden binnen 12 Monaten
serienreif sein soll, erwartet Lirpa bezüglich der Sandwich-Folie für kleine
Bewegungs-Amplituden noch einigen Entwicklungsaufwand. Möglicherweise können wir
also bereits am 1. April 2007 von der Energierevolution in Hochhäusern berichten
und die "kleine" Lösung am 1. April 2008 nachtragen. Angesichts steigender
Rohstoffpreise bestimmt ein ernstzunehmender Ausblick.
<div align='right'>Siehe auch: ausgewählte weitere Meldungen:
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Am 29. April wieder Tag der Erneuerbaren Energien (25.3.2006)
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