Vibrationen im Boden sind auch Stromquellen

Rumpelt ein Bagger über die Baustelle, fährt ein Auto vorbei oder bewegt sich die Erdkruste, sorgt dies im Boden für winzige Vibrationen. Sie liessen sich für die Produktion kleiner, aber stabiler Mengen Strom nutzen. Dies ist die Idee eines Teams um Claudia Pavez-Orrego von der norwegischen Forschungsorganisation Sintef. 

Quelle: Henrique Ferreira, Unsplash

Baustellen, Verkehr oder etwa Strassenbahnen lösen im Boden kleine Vibrationen aus, aus denen sich Stroh generieren lässt. Und damit könnten wiederum Sensoren mit Energie versorgt werden, die Brücken überwachen. (Im Bild: Mittlere Brücke in Basel.)

«Was diese Technologie so interessant macht, ist, dass wir Energie aus Bewegungen gewinnen können, die schon um uns herum da sind», so die Wissenschaftlerin.  Mit den Schwingungen im Boden liessen sich etwa Sensoren mit Strom versorgen, Brücken überwachen, aber auch Gebiete, in denen Naturgefahren drohen, oder die Wasserqualität liesse sich im Auge behalten. 

All dies laut Sintef  in Regionen, in denen weder Stromnetze und noch Batterien möglich sind: Pavez-Orrego und ihr Team setzen auf Piezokristalle und Geräte, die auf elektromagnetischer Induktion basieren. Das heisst, die Kristalle reagieren auf Bewegungen, die Druck auf sie ausüben, indem sie elektrische Energie erzeugen, während sich beim Induktionsverfahren  ein Dauermagnet im Inneren einer Spule aus Kupferdraht bewegt und so ebenfalls Strom erzeugt. 

Prototypen von Piezo-Stromerzeugern erfolgreich getestet 

Das Sintef-Forschungsteam hat nun den Prototypen eines Piezo-Stromerzeugers entwickelt, ihre Kooperationspartnerin, die Universidad de Chile, die Induktionslösung. Inzwischen wurden  beide Geräte getestet. Mit Erfolg: «Wir müssen nur noch zeigen, dass die Technologie auch in der Praxis funktioniert», so Didrik Småbråten. Er ist bei Sintef für die Computersimulationen des Projekts verantwortlich. Die Übereinstimmung zwischen Simulationen und Tests sei gut.  (mgt/mai)