Forscher haben eine Art Mini-Kraftwerk entwickelt, das Strom aus Regen erzeugen kann. Es soll sich vorwiegend für Hausdächer und Fassaden eignen.
Ein Forscherteam aus Singapur entdeckte kürzlich eine einfache Methode, um Strom aus Regen zu gewinnen. Statt große Turbinen oder Wassermengen zu nutzen, setzten die Wissenschaftler auf eine relativ minimalistische Technik. Sie ließen Regentropfen durch dünne Röhrchen fließen, in denen sie zusammen mit Luftblasen einen sogenannten „Plug-Flow“ erzeugten.
Dabei trennen sich elektrische Ladungen, die das System dann gezielt abgreift. In einem Labortest konnten die Forscher mit dieser Methode bereits zwölf LEDs für etwa 20 Sekunden lang betreiben. Der Versuchsaufbau bestand aus einem 32 Zentimeter langen Kunststoffröhrchen, durch das einzelne Wassertropfen fielen.
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Die elektrische Leistung war um ein Vielfaches höher als bei bisherigen Verfahren, die mit einem kontinuierlichen Wasserfluss arbeiteten. Vor allem in urbanen Gebieten oder auf Dächern könnte die Technik künftig einen Beitrag zur dezentralen Stromerzeugung leisten.
Strom aus Regen: Wie funktioniert der „Plug-Flow“-Effekt?
Die Idee basiert auf einem bekannten physikalischen Prinzip: Wenn Wasser über bestimmte Materialien fließt, verlagern sich Oberflächenladungen ähnlich wie bei statischer Elektrizität. Dieses Phänomen war bislang jedoch nicht effizient, da es meist nur an den Kontaktstellen auftritt.
Durch die Anordnung der Wassertropfen in kurzen „Plugs“ und die Trennung durch Luft lässt sich die Ladung in der gesamten Röhre jedoch besser trennen und sammeln. Die Tropfen fallen durch eine sehr dünne, mit Polymer beschichtete Röhre. Dabei entstehen durch Luft getrennte, kurze Wassersäulen.
Drahtkontakte an der Röhrenöffnung und ein Sammelbehälter am Boden fangen die Ladung auf. Entscheidend ist dabei nicht die Menge des Wassers, sondern die Art, wie es fließt. Denn der Schlüssel liegt im Strömungsmuster. Genau dieser spezielle Fluss ist entscheidend dafür, dass das System effizient Strom aus Regen erzeugen kann.
Vielversprechend für die Stadt – bisher nicht marktreif
Das System hat einen Wirkungsgrad von über zehn Prozent der potenziellen Energie des fallenden Wassers. Das ist für solch eine einfache Technik erstaunlich. Gleichzeitig erzielten die Forscher die besten Ergebnisse bei Tropfgeschwindigkeiten, die deutlich unter echtem Regen lagen. Das bedeutet, dass diese Art der Energiegewinnung auch bei leichtem Regen oder aus Kondenswasser funktionieren könnte.
Bis zur Marktreife ist es zwar noch ein weiter Weg – insbesondere, was Dauerbetrieb und Skalierbarkeit angeht. Doch die Forscher sehen in dem Verfahren großes Potenzial für Dachsysteme, Fassaden oder tragbare Mini-Generatoren, die Strom aus Regen erzeugen können.
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