Windenergie: Strom aus den Bäumen

Wie aus dem Wind in künstlichen Bäumen Strom wird, wissen amerikanische Forscher. Er könnte für Sensoren genutzt werden, die Bauwerke überwachen.

Wiegen sich Bäume im Wind hin und her, zeigt dies, wie viel ungenutzte kinetische Energie im Wind steckt. Dies gilt auch für andere Phänomene: „Gebäude bewegen sich ganz leicht im Wind, Brücken schwingen, wenn wir darüberfahren, und Stossfedern absorbieren Bodenwellen“, sagt Ryan Harne, Professor für Maschinen- und Luftfahrttechnik an der Ohio State University. Diese Energie liesse sich für die Stromerzeugung nutzen. Die Krux an der Sache: Die meisten Schwingungen geschehen nicht regelmässig, sondern zufällig und eher chaotisch. Daher eignen sie sich eigentlich nicht gut um Strom zu generieren.

Harne hat nun zusammen mit seinem Team in einer Studie festgestellt, dass dies doch möglich ist. Und zwar wenn solche Schwingungen mit Hilfe von baumähnlichen Strukturen in Strom umgewandelt werde. Dabei handelt es sich um mechanische Bäume, die nur aus einem Stamm sowie Ästen bestehen und keine Blätter haben. Sind sie entsprechend aufgebaut spielt es keine Rolle wie wann und sie in Schwingung geraten.

Zum Nachweis haben Harne und seine Kollegen für Tests einen Baum mit nur einem Ast gebaut und diesen dann hochfrequenten Erschütterungen ausgesetzt. Wiesen diese zufällige Elemente auf, begann der Baum irgendwann gleichmässig bei niedriger Frequenz zu schwingen. Die Ausgangsspannung betrug zwar nur rund zwei Volt, doch als Machbarkeitsnachweis reicht das. Zudem brauchen kompakte Geräte wie beispielsweise Sensoren, die beispielsweise die den Zustand von Brücken oder Gebäuden überwachen, oft keine hohen Spannungen. Die mechanischen Bäume könnten gemäss den Wissenschaftern also gerade für Anwendungen auf kleinen Grössenskalen interessant sein. (mai/mgt)