Alternative erneuerbare Energie – eine Bezeichnung, welche sich in den letzten Jahren eingebrannt hat. Als Stichworte ist hier vielen Wind, Sonne, Wasser, Erdwärme und Biomasse ein Begriff. Heute geht es um einen neue Technologie im Bereich von Wasser, den sogenannten Tropfen Generator. Dieser kann aus einer geringen Wassermenge (einem Wassertropfen) Energie erzeugen, welche für mehre LEDs ausreicht.
Herkömmliche Wasserkraftwerke
Normalerweise benötigt es für Wasserkraft eine große Menge an Wasser. Laufwasserkraftwerke benötigen lediglich eine geringe Fallhöhe, da diese ständig von Wasser durchflossen werden. Speicherkraftwerke (in Verbindung mit Stauseen) weisen oftmals eine große Falldistanz auf und erzeugen dementsprechend auch mit geringer Wassermenge einen hohen Stromanteil. Entscheidend ist also die Fallhöhe des Wassers (Wasserdruck / Energie) sowie die Menge des Wassers.
Tropfen Generator – die Neuheit
Allerdings gibt es nun Varianten, welche auch mit geringen Wassermengen elektrische Energie zu erzeugen. Neu ist zudem, dass dies mit einer erstaunlich hohen Effizienz gibt. Der Tropfen Generator besteht aus dem Halbleiter Indium-Zinnoxid sowie Polytetrafluorethylen (Teflon). Teflon ist ein Elektret (ein elektrisch isolierendes Material), welches elektrische Ladung speichern, sammeln und abgeben kann. Zwischen den beiden Schichten wird als Elektrode ein Aluminiumstück hinzugefügt. Da Teflon hydrophob ist erzeugt der Wassertropfen eine elektrochemische Wechselwirkung und somit elektrische Ladung. Diese Ladung wird akkumuliert, sodass nach einer hohen Anzahl von Tropfen eine stabile Oberflächenladung vorherrscht. Nun kann das Wasser eine leitfähige Brücke zwischen den Schichten mittels Aluminiumelektrode schaffen und der Stromkreis ist entstanden. Die Energiedichte beträgt pro Quadratmeter ungefähr 50 Watt.
Stromerzeugung mittels Tropfen Generator
Der Tropfen Generator kann mittels eines Tropfens (ca. 140 Volt und 270mA) mehr als hundert kleine LEDs zum Leuchten bringen. Der Generator funktioniert mit Gewässern jeglicher Art, sodass auch Meerwasser und Regenwasser zum Einsatz kommen. Wichtig ist allerdings die Regelmäßigkeit, sodass Regenwasser zuerst aufgefangen werden muss und anschließend durch eine Kapillare regelmäßig auf den Tropfen Generator tropft. Dabei kann Durchfluss und Höhe geregelt werden.
Dadurch wird eine neue erneuerbare Energie verwendet: Die kinetische Energie. Die Fallenergie durch das Wasser stamm aus der Schwerkraft und zählt als erneuerbare kinetische Energie. Der Einsatz kann in Regengebieten und Gebieten mit Gewässer zum Einsatz kommen.
Der Tropfen Generator nutzt den sogenannten Triboelektrischer Effekt. Dies ist ein Effekt, bei dem der Kontakt zwischen Wasser mit bestimmten Materialen ausreicht, um Strom zu erzeugen.
Der Tropfengenerator hat das potential zukünftig erneuerbare Energie sauber zu erzeugen. Vor allem in für regenreiche Regionen oder Regionen mit viel Wasser könnte der Tropfen Generator einen geraumen Aufschwung und Fortschritt hinsichtlich der Erzeugung sauberer elektrischer Energie bieten.