Piezoelemente sollen Sensoren mit ausreichend Energie versorgen

Grenoble (Frankreich) - Solarzellen liefern in Deutschland wegen des wechselhaften Wetters viel weniger Strom als sie eigentlich könnten. Doch französische Wissenschaftler wollen nun auch die Regentage für die Energiegewinnung nutzen. Wie sie in der Fachzeitschrift "Smart Materials and Structures" berichten, könnten fallende Regentropfen genug Strom erzeugen, um Sensoren ohne Batterien und Stromanschluss zu betreiben.

"Wir dachten an Regentropfen, weil diese eine der bisher nicht genutzten Energiequellen in der Natur bilden", sagt Jean-Jacques Chaillout vom Minatec-Innovationszentrum in Grenoble. Zusammen mit seinen Kollegen konstruierte der Physiker ein Regenkraftwerk aus etwa zehn Zentimeter langen piezoelektrischen Modulen. Fällt ein Regentropfen auf diese Bauteile, wird es in Schwingung versetzt und erzeugt durch diese Bewegung elektrischen Strom.

Erste Messungen mit einem Prototyp zeigten, dass Regentropfen in Abhängigkeit von ihrer Größe zwischen einem Nanojoule und 25 Mikrojoule elektrische Energie pro Tropfen erzeugen können. Diese Werte bestätigen theoretische Abschätzungen, die die Forscher vor dem Bau des Moduls vorgenommen haben.

Die Stromausbeute ist ausgesprochen gering und mit allen anderen Kraftwerkstypen nicht zu vergleichen. Dennoch sieht Chaillout einige Nischen, in denen diese kleinen Regenkraftwerke sinnvoll eingesetzt werden könnten. In erster Linie denkt er an Sensoren, die völlig autark die Luftqualität messen oder den Regenfall auf einer Windschutzscheibe eines Autos bestimmen sollen. Der gewonnene Strom soll dabei ausreichen, um die gewonnenen Daten über kurze Strecken schnurlos versenden zu können. Selbst in Kühltürmen könnten viele dieser Piezoelemente eingebaut werden, um Detektoren für die Kalkablagerungen an den Innenwänden mit Strom zu versorgen. Hier wäre der Betrieb unabhängig von der Witterung, da permanent Wasser kondensiert und als Tropfen herabfällt.

Allerdings stößt diese Idee auch auf Skepsis. Denn zum einen regnet es nicht immer und zum anderen wisse man nicht, ob die Lebensdauer der kleinen Regenkraftwerke für einen zuverlässigen Betrieb von ganzen Sensornetzwerken ausreiche.