Strom im Dunkeln: Forscher entwickelt eine "Solarzelle" für die Nacht

Wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht - lässt sich trotz­dem Energie gewinnen. Ein Wissenschaftler aus den USA hat das mit dem Prototypen eines Generators gezeigt, der nachts zumindest aus­rei­chend Strom erzeugt, um eine LED-Lampe versorgen zu können.
Raman Generator
Mehrere Jahre hat der Elektro-Ingenieur Aaswath Raman von der University of California, Los Angeles, an dem System gearbeitet. Auf die Idee sei er im Jahr 2013 während einer Reise durch das afrikanische Land Sierra Leone gekommen. Dass ihr Weg bei einer nächtlichen Überlandfahrt durch ein Dorf führte, hätten sie lediglich mitbekommen, weil plötzlich Stimmen zu vernehmen waren. Keine einzige Lampe leuchtete hier. Seitdem grübelte er darüber, wie man möglichst günstig zumindest eine rudimentäre Stromversorgung für solche Gegenden hinbekommen könnte.

Tagsüber ließe sich sich das recht einfach über einige Solarzellen realisieren. Damit aber auch Nachts eine Lampe funktioniert, würde man schon wieder Akkus benötigen, die den Preis nach oben und den Wirkungsgrad nach unten treiben. Eine Alternative konnte Raman nun aber zeigen: Ein Panel, das aus den fallenden Temperaturen der Nacht Energie gewinnt. "Die wichtigste Eigenschaft des Gerätes liegt darin, dass es abkühlt", erklärte der Forscher.

Die wichtigsten Prinzipien hinter dem System sind schon lange bekannt. Alle Gegenstände geben nachts über Infrarotstrahlung Wärme ab. Schon vor tausenden Jahren haben die frühen Zivilisationen in der Gegend, in der heute der Iran und Afghanistan zu finden sind, Bauwerke errichtet, die an große, steinerne Bienenkörbe erinnern. Diese waren so stark auf die nächtliche, passive Kühlung optimiert, dass in ihnen in warmen Wüstenregionen Eis gelagert werden konnte.

Auch wenig kann viel helfen

Wie stark der Effekt sein kann, zeigt sich in unseren Breiten auch im Frühjahr und Herbst, wenn die großen Oberflächen der Grasblätter so viel Wärme abstrahlen, dass sich auf ihnen eisiger Raureif bildet, obwohl die Temperatur der umgebenden Luft ein gutes Stück über Null Grad liegt.

Bekannt ist auch, dass Temperaturunterschiede ein energetisches Spannungsniveau darstellen, das zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Bisher scheute man im Wesentlichen davor zurück, passive technische Systeme zu bauen, die aus der Nachtkälte Energie holen. Denn schon in der Theorie zeigt sich, dass man hier kaum auf lohnenswerte Leistungen komme: An der Harvard-Universität berechnete man noch vor Kurzem, dass im Idealfall 4 Watt von einem Panel mit einem Quadratmeter Fläche generiert werden könnten. Solarzellen schaffen bei Sonnenschein hingegen 200 Watt.

Laut Raman zeigt sein Erlebnis in Afrika aber, dass es durchaus einen Bedarf selbst für kleine Energiemengen geben kann. Die Fortschritte in der Beleuchtungstechnik sorgen inzwischen dafür, dass auch mit wenig Strom schon eine kleine Lampe betrieben werden kann - und das ist gegenüber völliger Dunkelheit eben ein enormer Fortschritt. Sein Prototyp bringt es bisher zwar nur auf 25 Milliwatt, womit sich gerade einmal eine wirklich winzige LED zum leuchten bringen lässt - aber die Entwicklungsarbeit steckt eben auch noch klar in den Kinderschuhen.

Siehe auch: Pee Power: Wissenschaftler entwickeln stromerzeugende Toilette