Mechanische Bäume. Die Zukunft der Windenergie?
Foto: Dirk Ingo Franke. Flickr.
Eine Weide weht sanft im Wind. Ein romantisches Bild? Nein, nur verschwendete Energie! Dieser Meinung sind zumindest Forscher der Ohio State University, die nun ein Verfahren entwickelt haben, bei dem durch mechanische „Bäume“ Strom erzeugt werden kann.
Im Wind schwingende Bäume zeigen, wie viel ungenutzte Bewegungsenergie, die potentiell zur Herstellung von Strom verwendet werden könnte, im Wind steckt. Dieses Potential ist jedoch nicht auf Bäume beschränkt. „Gebäude schwanken ganz leicht im Wind, Brücken schwingen, wenn wir darüberfahren und Stoßdämpfer im Auto absorbieren Bodenwellen“, erklärt Ryan Harne, Professor für Maschinen- und Luftfahrttechnik und Leiter des Forschungsteams. „Mit diesen Bewegungen ist eine ungeheure Menge an kinetischer Energie verbunden, die ansonsten verloren geht. Wir wollen diese zurückholen und wiederverwerten.”
Ein Blattloser Baum als Mini-Kraftwerk
Die Stahlkonstruktion aus zwei Stahlträgern (Stamm und Ast) erinnert zwar nur rudimentär an einen Baum, die Effektivität ist dafür umso beeindruckender. Um herauszufinden ob mithilfe des Baums nun Strom erzeugt werden könnte, montierten die Wissenschaftler ihn an ein Gerät, das ihn hochfrequenten Erschütterungen aussetzte. Auf diese Weise produzierte der Baum eine Spannung von 0,8 Volt. Nun handelt es sich bei den zufälligen Bewegungen in der Natur nicht um solche gleichmäßigen Erschütterungen, sondern um, nun ja, zufällige. Somit war bei dem Experiment entscheidend, dass der Baum auch bei der Einwirkung von Störschwingungen weiterhin eine gleichmäßige Schwingung bei niedriger Frequenz beibehalten hat. Der Baum erzeugte teilweise sogar doppelt so viel Strom, als bei dem Experiment ohne Störschwingungen.
Nur im kleinen Rahmen einsetzbar
Einen kleinen Wehrmutstropfen gibt es allerdings. Harne sieht die Einsatzmöglichkeiten der mechanischen Bäume eher dort, wo nur kleine Mengen an Elektrizität benötigt werden. So könnten damit zum Beispiel Sensoren, die den Zustand von Brücken oder Gebäuden überwachen, versorgt werden. Diese werden zumeist durch Batterien versorgt oder sind an das Stromnetz angebunden. Mit den Bäumen könnte somit kostenintensive Wartung und Infrastruktur eingespart werden und die Sensoren durch Schwingungen des Windes oder über die Brücken fahrender Autos versorgt werden.
Nun sind Brücken und Gebäude auf der ganzen Welt mit solchen Sensoren ausgestattet. Wenn man alle zusammen nimmt, ist der Stromverbrauch beträchtlich. Die Umweltbelastung durch Einwegbatterien, die zumeist zur Versorgung eingesetzt werden, könnte somit auch eingedämmt werden. Von einem gigantischen Wald mechanischer Bäume neben einem See aus glitzernden Spiegeln können wir derzeit aber nur träumen.
Mehr Infos zu mechanischen Bäumen findet ihr hier:
The Ohio State University: „Turning good vibrations into energy. Mechanical trees become power ‘plants’ when they sway in breeze“
Ergebnisse der Forschungen in der Fachzeitschrift Journal of Sound and Vibration
Bleibe auf dem Laufenden und verpasse keine Neuigkeiten von BIORAMA.