Energie von der Straße

Heute machen wir uns Gedanken um Energie in jeder Form - Zunächst die heute offensichtlichste, nämlich die Windenergie durch Sturmtief Carmen. Es beeinflusst auch unser Wochenendwetter, wie unsere Kollegin in unserer MeteoShow mitteilt:

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Abgesehen von der Wind- gibt es aber auch die Wärmeenergie. Denken wir zurück an den Sommer, Großstadtbewohner kennen das: In der Innenstadt ist es besonders bei windschwachen Wetterlagen oft einige Grad wärmer als am Stadtrand. Amerikanische Forscher der University of Rhode Island haben sich Gedanken gemacht, wie man diesen Stadteffekt und die Hitze der Straße zur Energiegewinnung nutzen kann.

Stadteffekt
Beton und Asphalt sind gute Wärmespeicher. Bei windschwachen Wetterlagen strahlen diese Oberflächen die gespeicherte Wärme in die Atmosphäre ab. Besonders in der Nacht macht sich diese Wärmestrahlung in den stark unterschiedlichen Temperaturen bemerkbar, die auf engstem Raum auftreten können. Die Abbildung (1) zeigt ein Beispiel vom 27. Januar 2010 aus dem Berliner Raum. Während im Südosten der Stadt die Temperatur bis auf -23°C sank, blieb es in der Stadtmitte ganze 11 Grad wärmer.

Hitze auf der Straße
Im Hochsommer erwärmt sich bei sonnigem Wetter die oberste Schicht der Straßen auf über 60°C. Die Energie der Sonne und die Wärmeenergie der Straße lassen sich anzapfen. Die Forscher verfolgen derzeit vier Ideen, wie man das anstellen könnte. 

Solarzellen und Wasserleitungen
Die erste Idee ist, flexible Solarzellen an Leitplanken zu montieren (siehe Abbildung (2)) und mit der damit gewonnenen Energie die Beleuchtung von Straßen und Verkehrsschildern zu betreiben. Ein Pilotprojekt dazu wird gerade umgesetzt. Die zweite Idee will die Hitze der Straße zur Erwärmung von Wasser nutzen. Dazu sollen Wasserleitungen in die Straße eingelassen werden. Das so erwärmte Wasser könnte dann zum Heizen genutzt werden oder auch, um Turbinen anzutreiben und damit Energie zu gewinnen. Tests unter Laborbedingungen sind schon recht erfolgreich verlaufen.

Thermoelektrischer Effekt
Ein dritter Vorschlag ist die Nutzung des thermoelektrischen Effektes (auch als Seebeck- oder Peltier-Effekt bekannt), um Energie zu erzeugen. Dabei nutzt man aus, dass zwischen zwei Punkten eines elektrischen Leiters, die unterschiedliche Temperaturen aufweisen, eine elektrische Spannung entsteht. Die Idee ist, thermoelektrisches Material in verschiedenen Tiefen oder an sonnigen und schattigen Stellen zu installieren. Mit der gewonnenen Energie könnte man zum Beispiel im Winter die Straßenoberflächen heizen und so glättefrei halten.

Die elektrische Straße
Der vierte Vorschlag klingt eher nach Science Fiction, ist aber in Idaho an einem kurzen Straßenstück schon getestet worden. Dabei wurde der Asphalt ersetzt durch Kunststoff, der sowohl Solarzellen, LED-Lichter und Sensoren enthält. Damit kann die Straße gleichzeitig Energie erzeugen, sich selbst beleuchten und erforderliche Wartungsarbeiten signalisieren. Das diese Straßentechnologie zurzeit noch extrem teuer ist, verwundert nicht. Als erste Nutzer erwarten die Forscher kommerzielle Parkplatzbetreiber.

Abbildung (2) von Armin Kübelbeck, bestimmte Rechte vorbehalten.