Neue Methode gewinnt Strom aus Regentropfen

Wenn man an erneuerbare Energie und Wasser denkt, fallen den meisten vermutlich Wasserkraftwerke ein. Wer ein bisschen mehr in der Thematik drin ist, kommt vielleicht noch auf Gezeiten- bzw. Wellenkraftwerke.

Die wenigsten werden eine andere Form von Wasser als potenzielle Energiequelle auf dem Schirm haben: Regen. Ein Forschungsteam aus Singapur will das ändern und schlägt eine Methode vor, mit der Regenwasser zum Stromerzeuger wird.

Pfropfenströmung

Das Schlüsselelement der Methode ist die Pfropfenströmung. Bei diesem Effekt ist die Strömung in einem Rohr fast überall gleich stark – nur direkt an der Rohrwand wird sie sprunghaft langsamer. Die Flüssigkeit bewegt sich dann wie ein Pfropfen im Rohr entlang.

Die Forscher bauten ein Experiment dazu im Labor. Mit einer Nadel wurden Wassertropfen in Regentropfengröße gemacht. Darunter wurde eine 32 cm lange Röhre mit lediglich 2 mm Durchmesser aufgestellt. Trifft der Tropfen die Öffnung der Röhre, bricht er in mehrere Teile auf. Diese Pfropfen haben Luft dazwischen, während sie sich im Rohr entlang nach unten bewegen.

Dabei separiert sich elektrische Ladung vom Wasser. Um diese anzuzapfen, wurde mit Draht die Oberseite der Röhre mit der Auffangschale am Ende der Röhre verbunden. Dadurch konnte mehr als 10 Prozent der Energie des Wassers, das durch die Röhre gefallen ist, in Elektrizität verwandelt werden.

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Wassertropfen lassen LEDs leuchten

Im Gegensatz zu einem konstanten Wasserfluss, sei die Energieausbeute mittels Pfropfenströmung um das 5-fache effizienter gewesen. Weil bei dem Experiment die Geschwindigkeit der Tropfen viel langsamer als bei echtem Regen war, und deshalb nur wenig Energie generiert wurde, gehen die Forscher davon aus, dass man ihr System nutzen kann, um bei richtigem Regen Elektrizität zu erzeugen.

In einem Folgeexperiment haben sie überprüft, ob die Energieausbeute größer wird, wenn 2 Röhren genutzt werden. Egal, ob dabei die Tröpfchen gleichzeitig oder abwechselnd in die Röhren gegangen sind, wurde die erzeugte Energie verdoppelt. Mit 4 Röhren konnten sie genügend Strom erzeugen, um 12 LEDs kontinuierlich leuchten zu lassen.

Regenstromanlage am Hausdach

Die Forscher sehen großes Potenzial in ihrer Methode. Pfropfenströmungskraftwerke könnten einfacher und günstiger errichtet werden als klassische Wasserkraftwerke. Auch die Wartung sei einfacher und damit billiger.

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Zudem sei die Technologie einfach zu skalieren. Man kann eine Pfropfenströmungsanlage kompakt genug bauen, um sie zB. auf Hausdächern in Städten zu installieren. Ob sich das wirklich lohnt, muss aber erst berechnet werden. Sinn macht so eine Anlage natürlich nur an Orten, an denen es viel regnet.

Trotzdem wird man, zusätzlich zu den Kosten für die Stromerzeugungsanlage selbst, auch in einen Stromspeicher investieren müssen. Sonst kann man nur die Energie nutzen, wenn es gerade regnet. Selbst in Buenaventura (Kolumbien), die weltweit die Stadt mit den meisten Regentagen ist, regnet es „nur“ an 258 Tagen pro Jahr. Die am meisten verregnete Stadt in Europa ist übrigens Carna (Irland), mit 160 Regentagen pro Jahr.

Sinnvoll könnte es deshalb sein, solche Pfropfenströmungsanlagen mit anderen Formen der erneuerbaren Energiegewinnung zu kombinieren. So könnte etwa die Infrastruktur und der Stromspeicher von urbanen Solar- und Windkraftanlagen mitgenutzt werden, um Kosten zu sparen.