1.
a-d)
3.
a)
Die Leistung berechnet sich wiefolgt:
$$ \begin{array}{c} P=U\cdot I\\ P=5\cdot 10^7V \cdot 25\cdot 10^3A\\ P=125\cdot 10^{10}W \end{array}$$Nun lässt sich mit der Leistung auch die Energie berechnen:
$$ \begin{array}{c} E=t\cdot P\\ P=\frac{5}{6}\cdot 10^{-8}h \cdot 125\cdot 10^10W\\ P=10416,6Wh \end{array}$$Der durchschnittliche Preis für den Verbraucher liegt zurzeit bei ungefähr 30ct pro kWh (https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Artikel/Energie/strompreise-bestandteile.html), daraus berechnet sich der Verbraucherpreis für die Energie eines Blitzes mit
$$ \begin{array}{c} 30ct\cdot 10,416kWh=300,416ct=3,0042€ \end{array}$$Der durchschnittlichen Kosten für die Entsehung liegen zwischen ungefähr 8-10ct pro kWh(https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Artikel/Energie/strompreise-bestandteile.html), somit ergeben sich Enstehungskosten zur Produktion der Energie eines Blitzes von 83,328ct bis 104,16ct pro kWh.
b)
Der ungefähre Energieverbrauch Verbrauch des IKT beträgt jährlich 45TWh (https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2015/20151210-gabriel-studie-strombedarf-ikt.html), dieser Wert wird durch die Energie des Blitzes geteilt und man erhält die Anzahl der benötigten Blitze, um das IKT ein Jahr lang zu versorgen.
$$\frac{45TWh}{10,4167kWh}=\frac{45\cdot 10^{9}kWh}{10,4167kWh}=4319990000\text{ Blitze}$$c)
Die Leistung beträgt 10W, somit werden pro Stunde 10Wh Energie verbraucht.
Nun wird der jährliche Energieverbrauch für 22Mio Haushalte mit fünf solcher Geräte zu berechnet:
$$10Wh\cdot 24h \cdot 365(Tage)\cdot 5(Geräte)\cdot 22\cdot 10^6$$ $$=9636000000000Wh=9636000000kWh$$Wenn man das Ergebnis nun durch 10000kWh teilt, so erhält man die Anzahl der Haushalte, die versorgt werden können:
$$\frac{9636000000kWh}{10000kWh}=963600 \text{ Haushalte}$$