Regen hat in mehrfacher Hinsicht etwas Gutes. (Bild: stock.adobe.com – Masson, Hanis, Transparent)

Der Mensch kann auf vielen verschiedenen Wegen Strom erzeugen, etwa durch Wind- und Solarkraft. Dazu zählt inzwischen auch, die kinetische Energie von fallenden Regentropfen in elektrische Energie umzuwandeln.

In diesem Bereich gibt es nun einen neuen Ansatz eines Forschungsteams aus China, der das Gewicht und die Kosten bisheriger Systeme dieser Art deutlich unterbieten soll. Erzielt wird das durch einen schwimmenden Aufbau, der den weitgehenden Verzicht auf feste Halterungen und eine metallische Bodenelektrode ermöglicht.

Selbst mit größeren Flächen davon kann damit zwar nur eine vergleichsweise geringe Menge an Strom erzeugt werden. Aber laut den Forschern gibt es dennoch sinnvolle Einsatzszenarien für die neue Technik.

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Das System im Detail

Die Forscher der Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (Universität für Luft- und Raumfahrt Nanjing) nennen ihr System Water-integrated Droplet Electricity Generator (W-DEG), zu Deutsch etwa Wasserintegrierter Tröpfchen-Stromgenerator.

Die Basis des Ganzen ist eine dünne dielektrische Folie, die auf einer Wasseroberfläche platziert wird. Fallen Regentropfen darauf, kommt es zu einer Verschiebung von elektrischen Ladungen und infolgedessen zu einem kurzen Spannungsimpuls.
Das Wasser dient dabei als mechanischer Träger und als untere Elektrode. Die im Wasser gelösten Ionen wirken als Ladungsträger und schließen den Stromkreis.
Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen dieser Art sollen sich die Kosten nach Angaben der Forscher etwa halbieren und das Gewicht sogar um etwa 87 Prozent niedriger liegen. Einen Vergleich alter und neuer Technik seht ihr auf dem folgenden Bild:

Die schwimmende Variante benötigt deutlich weniger Materialien, was Gewicht und Kosten zugute kommt. (Bild: National Science Review)

Die Spitzenspannung pro Tropfen liegt bei etwa 250 Volt. Dabei reden wir aber von sehr kurzen Spannungsspitzen einzelner Tropfen und nicht von einer Dauerleistung.

Für die praktische Stromversorgung sind zudem auch Stromstärke, Impulsdauer und die durchschnittlich erzeugte Leistung entscheidend.

Eine einzelne Generatoreinheit konnte unter Laborbedingungen mit künstlich erzeugten Tropfen nahezu durchgehend 50 LEDs zum Leuchten bringen.

Zusätzlich entwickelten die Forscher einen größeren Prototyp mit einer Fläche von etwa 0,3 m², der unter anderem Kondensatoren aufladen konnte.

Wozu könnte so ein System gut sein?

Es geht hier offenbar nicht darum, große Mengen an Strom zu erzeugen. Stattdessen bietet sich das System sowohl für den Einsatz in abgelegenen Umgebungen als auch als gewisse Ergänzung zu Fotovoltaik-Systemen an, die an Regentagen weniger Strom liefern.

Die Forscher nennen beispielsweise die Energieversorgung von Sensoren, die zur Messung von Salzgehalt, Verschmutzung oder Wasserqualität dienen, oder auch das Liefern von Strom an Beleuchtungssysteme in Gegenden mit viel Niederschlag.

Noch handelt es sich aber nur um einen im Labor erprobten Prototyp. Unter realen Bedingungen kommen Störfaktoren wie schwankende Größe und Geschwindigkeit der Tropfen und die Haltbarkeit der Materialien hinzu. Außerdem sollte es Speicherlösungen geben, um die regenbedingten Schwankungen der Stromerzeugung auszugleichen.

Wie viel Relevanz das W-DEG-System in Zukunft wirklich haben wird, bleibt daher abzuwarten.