Wie aus Regentropfen Energie gewonnen werden kann

Chinesische Forscher*innen haben ein neuartiges Paneel entwickelt, das Strom aus vom Himmel fallenden Regentropfen gewinnen kann. Dabei wird die Bewegungsenergie der Regentropfen in elektrische Energie umgewandelt.

Es ist nicht das erste Mal, dass Forscher*innen versucht haben, dieses Energiepotenzial zu nutzen. Frühere Arbeiten in diesem Bereich führten zur Entwicklung von Nanogeneratoren, die die Reibungsenergie des Wassers in Elektrizität umwandeln konnten. Diese können für kurze Zeit zwar eine sehr hohe Leistung erzeugen, lassen sich aber nur schwer auf Kraftwerksgröße skalieren (die futurezone berichtete).

Strom dank triboelektrischen Effekt

Wenn Regentropfen auf die Oberfläche einer solchen Platte fallen, wird der Tropfen positiv geladen, während die Oberfläche negativ geladen wird. Das passiert durch den sogenannten "triboelektrischen Effekt", wobei eine Ladung durch den bloßen Kontakt zweier Stoffe entsteht. Dabei kann es sich sowohl um dieselben, als auch um unterschiedliche Materialien handeln. So konnte ein Nanogenerator im Jahr 2020 etwa so viel Strom aus einem mit Salat belegtem Brötchen erzeugen, dass eine LED zum Leuchten gebracht werden konnte.

Die von einem Wassertröpfchen erzeugte Ladungsmenge ist allerdings gering und die Ladung auf der Oberfläche wird allmählich abgebaut. Größere Paneele lassen sich technisch nicht realisieren, denn einzelne Module ließen sich bisher nicht zusammenschließen. Werden mehrere dieser Module zusammengeschlossen, entsteht nämlich eine kapazitive Kopplung zwischen den oberen und den unteren Elektroden, die die Leistung der Generatoren schmälert.

200 Watt pro Quadratmeter

Diese technische Hürde konnten die Forscher*innen der Universität Tsinghua allerdings meistern. Die Spitzenleistung ihrer Paneele ist 5 Mal höher als die von bisherigen Nanogeneratoren und erreicht bis zu 200 Watt pro Quadratmeter. Zum Vergleich: Aktuelle Solarmodule liefern ebenfalls ziemlich genau eine Spitzenleistung von 200 Watt pro Quadratmeter.

Regenenergiemodule alleine lohnen sich aber wohl nur an einigen extrem regnerischen Orten auf der Welt, wie etwa auf dem Mount Wai'ale'ale auf der hawaiianischen Insel Kaua'i. Hier regnet es an durchschnittlich 335 Tagen im Jahr, der Name des Bergs bedeutet passenderweise "plätscherndes Wasser". Ansonsten kann die Technologie auch mit herkömmlichen Photovoltaikanlagen kombiniert werden, um auch bei Regenwetter Strom zu erzeugen.