Berlin. Photovoltaik (PV)-Anlagen sind normalerweise darauf angewiesen, dass die Sonne scheint, um Strom zu erzeugen. Doch nun haben Forscher eine bahnbrechende Innovation geschaffen: Eine Solarzelle, die auch bei Regen Energie gewinnen kann. Dieser Durchbruch verspricht eine nachhaltige Energiequelle für alle Wetterbedingungen.
Triboelektrische Nanogeneratoren (TENG) machen Strom aus Regen möglich
Nach Angaben des Fraunhofer-Instituts für Naturwirtschaftlich-Technische Trendanalysen (INT) ist es Forschern gelungen, Solarmodule mit einer Schicht aus triboelektrischen Nanogeneratoren zu überziehen. Diese wandeln externe mechanische Energie in elektrische Energie um und eröffnen damit die Möglichkeit, auch bei Regen Strom zu erzeugen.
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TENG-Folie nutzt Reibungsenergie fallender Regentropfen
Die Mini-Stromerzeuger, auch TENG genannt, sind in eine transparente Folie integriert. Sie haben die Fähigkeit, aus kinetischer Energie Strom zu erzeugen. In diesem Fall beziehen sie ihre Energie aus fallenden Regentropfen. Das Prinzip ähnelt der statischen Aufladung, die entsteht, wenn man zum Beispiel einen Luftballon an der Kleidung reibt. Jedes Mal, wenn Regen auf die TENG-Zellen fällt, spalten sich die Ladungsträger auf und Energie entsteht, wenn der positiv geladene Wassertropfen über die negativ geladene Oberfläche gleitet.
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Neue Solarzellen: Stromerzeugung von 50 bis 100 Watt pro Quadratmeter erwartet
Unter Laborbedingungen haben Forscher mit der TENG-Technologie bereits 50 bis 100 Watt Strom pro Quadratmeter erzeugt. Das entspricht etwa 20 bis 30 Prozent der optimalen Leistung einer herkömmlichen Solarzelle. Damit liefern Solarmodule mit TENG-Beschichtung auch bei schlechtem Wetter noch eine nennenswerte Menge Strom und können den Wirkungsgrad von PV-Modulen deutlich steigern.
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Herausforderungen bei der Stromerzeugung mit TENG-Solarzellen
Chinesische Wissenschaftler haben bereits einen Praxistest durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit von TENG-Solarzellen zu testen. Die Ergebnisse zeigten jedoch eine deutlich geringere Stromausbeute. Bis effiziente und massentaugliche Produkte auf den Markt kommen, dürfte noch einige Zeit vergehen.
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TENG-Zellen in Textilien: Kleidung als Energiequelle
Wahrscheinlicher ist, dass TENG zunächst in kleinen elektronischen Geräten zum Einsatz kommen. Das Fraunhofer-Institut geht davon aus, dass die Generatoren in Kleidung und Schuhe integriert werden könnten, um bei jeder Bewegung Strom zu erzeugen. Diese innovative Anwendung könnte einen wichtigen Beitrag zur dezentralen Energieerzeugung leisten – vor allem für Landwirte und andere Berufsgruppen im Bereich der nachhaltigen Landwirtschaft.
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