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Schritte erzeugen Strom

Foto: Eingang des Besucherzentrum für Raumfahrt in Florida, mit einer maßstabsgetreuen Kopie einer Trägerrakete.
Im Kennedy Space Center sollen in Zukunft wieder kleine Schritte große Schritte für die Menschheit bedeuten. (Foto: © Reinhard Link / flickr.com, CC BY-SA 2.0)

Fußwege im Besucherzentrum der NASA in Florida können künftig Strom produzieren. Dank dem piezoelektrischen Verfahren wird mit Schritten der Besucher Energie erzeugt. Auch Straßen für den Autoverkehr werden inzwischen zur Energiegewinnung genutzt.

04.01.2017 – Jeder Schritt erzeugt Strom. Mit dieser technischen Innovation wartet die NASA künftig in ihrem Besucherzentrum in Cape Canaveral/Florida auf. Insgesamt 3700 Quadratmeter an Fußwegen werden in Zukunft mit Kacheln ausgelegt, in denen sich sogenannte Piezoelemente befinden. Entwickelt und realisiert wurde das System von Ingenieuren des Georgia Institut of Technology. Das Projekt wird ca. zwei Millionen Dollar kosten. Wann der Bau abgeschlossen seien wird, ist jedoch noch nicht bekannt.

Der piezoelektrische Effekt beschreibt das Auftreten von Spannung an Festkörpern, sobald diese elastisch verformt werden. Wie im Falle der von den Ingenieuren entwickelten Kacheln verlagern sich durch Druck der positive und negative Ladungsschwerpunkt, wodurch ein Dipol, eine zueinander entgegengesetzte elektrische Spannung entsteht. In vielen Feuerzeugen findet der piezoelektrische Effekt bereits Anwendung. Der erzeugte Strom auf den Kacheln soll unter anderem direkt genutzt werden, um integrierte LED-Lampen zu versorgen, die bei Nacht den Fußweg des Raumfahrtzentrums erhellen. Überschüssiger Strom wird in kleinen Lithium-Ionen Akkus gespeichert, die darüber hinaus an Solarmodule angeschlossen sind, die sich ebenfalls in einigen der Kacheln befinden und bei Sonnenlicht Strom produzieren.

Solare Lösungen auf Europas Straßen

Die Idee, Straßenflächen zur Produktion solarer Energie zu nutzen, ist indes nicht neu. So existiert im Norden Frankreichs bereits ein Straßenabschnitt von einem Kilometer, der mit 2800 qm Photovoltaikzellen bestückt ist. Die speziellen sieben Millimeter dicken Solarplatten halten sogar das Gewicht von Lkws aus und befinden sich auf einer vergleichsweise wenig befahrenen Straße, die viel Sonneneinstrahlung zulässt.

Auch in Deutschland werden in Erftstadt bei Köln ab Anfang 2018 erste „Solarstraßen“ gebaut. Auf weiteren geplanten Testflächen in Berlin sollen dann mit Solarplatten belegte Straßen zusätzlich Strom induktiv an E-Autos abgeben. Eine flächendeckende Installation dieser und anderer Verfahren des induktiven Ladens, würde die aktuellen Reichweitenprobleme vieler Autohersteller bei E-Autos beheben.

Die Zukunft der Smart Cities?

Ebenfalls in Berlin vorgestellt und in London unter Dauererprobung ist eine weitere Form der Energiegewinnung mithilfe von Schritten. Beim Berliner Festival of Lights wurden illuminierte Kacheln vorgestellt, die bei Druck eine Rotation in ihrem Inneren erzeugen und off-grid-Energie produzieren. Für eine großflächige Energieversorgung ist diese Technologie dementsprechend jedoch nicht geeignet.

Und während Solarpanels auf der Straße in Nordfrankreich, nach Berechnungen des Herstellers, die Straßenbeleuchtung einer Gemeinde mit 5000 Einwohnern sicherstellt, geht es auch bei den „Piezo-Kacheln“ in Florida erst einmal um einen audiovisuellen Eindruck. Neben der Beleuchtung der Fußwege durch LEDs, stecken in den Kacheln auch Wifi- und Bluetooth-Sender, die den Besuchern mithilfe ihrer Smartphones Informationen über aktuelle und zukünftige Weltraummissionen bereitstellen. Doch in Zukunft sollen die Piezo-Kacheln des Georgia Institut of Technology auch in größerem Umfang Strom produzieren und in Smart-City Lösungen integriert werden. mf


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