Hydrovoltaik: Schwimmende Paneele erzeugen Energie aus Regen
Anders als bei Photovoltaikanlagen gewinnen Hydrovoltaikpaneele ihre Energie aus Wassertropfen. Für die Energieerzeugung müssen die Tropfen von der Oberfläche abrinnen.
Lange Zeit war diese Technik nicht effizient genug, denn sie war teuer und die Bauteile waren relativ schwer. Anders ist das bei den neuen Paneelen der chinesischen Universität für Luft- und Raumfahrt Nanjing(öffnet im neuen Fenster) (Nuaa: University of Aeronautics & Astronautics).
Die meisten Hydrovoltaikanlagen basieren auf einer Metallelektrode, auf die ein starres Substrat aufgebracht ist. Wenn Regen auf das Substrat prasselt, fließt er an der Oberfläche ab und erzeugt dabei Reibungselektrizität. Bereits ein einzelner Tropfen erzeugt dabei eine Spannung von mehreren 100 Volt. Das reicht aus, um mehrere LED-Lampen zum Leuchten zu bringen.
Neues, effizientes Design aus China
Bei dem neuen Design dient das Substrat gleichzeitig als Elektrode und schwimmt direkt auf dem Wasser. Das Forschungsteam sieht vielfältige Einsatzbereiche. Das Design kann unterschiedlichen Verschmutzungsgraden, Salzkonzentrationen und Temperaturen standhalten. Damit könnten die Anlagen sowohl in Seen als auch in Reservoirs oder im Meer zum Einsatz kommen.
Der Prototyp ist zwar nur 0,3 Quadratmeter groß, brachte in einem Laborexperiment aber mehr als 50 LEDs zum Leuchten. Die Technik ist dem Team zufolge aber leicht skalierbar. Damit ist laut Studienautor Wanlin Guo(öffnet im neuen Fenster) "der Weg frei für Hydrovoltaik als Unterstützung für Photovoltaik und Windenergie" .
Vor- und Nachteile der neuen Hydrovoltaikanlage
Im Vergleich zu anderen Varianten betragen die Kosten bei diesem Modell lediglich die Hälfte und das Gesamtgewicht der Anlage ist um 80 Prozent geringer. Leistungstechnisch hat sich jedoch nichts geändert.
Damit sich keine Wasserpfützen auf dem Substrat bilden, hat das Team Drainagelöcher in seine Konstruktion integriert. Dadurch kann dann das Wasser abfließen, gleichzeitig wird ein Wasserfluss nach oben unterbunden. Denn nur dadurch bleiben die Wassertropfen zur Stromerzeugung auf der Oberfläche in Bewegung.
Einige Herausforderungen hat das Team jedoch noch nicht gemeistert: Zwar erzeugen die Wassertropfen eine hohe Spannung, aber sie liefern keinen kontinuierlichen Strom. Wie die Anlage Wind und Wellengang standhalten kann, ist ebenfalls noch nicht geklärt. Im Labor wurde auch die unterschiedliche Größe von Regentropfen nicht berücksichtigt. Das könnte ebenfalls zu Einbußen in der Effizienz führen.
Zur Studien
Die Studie wurde am 4. August 2025 in der Fachzeitschrift National Science Review veröffentlicht: Floating droplet electricity generator on water(öffnet im neuen Fenster) (Schwimmender Tropfen-Stromgenerator auf Wasser).