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Abenteuer Energie

Kraftwerk Mensch

Der Handyakku verabschiedet sich mit einem kurzen Ton. Schon wieder leer! Damit ist bald Schluss: Jeder Mensch setzt im Alltag ständig Energie frei – und kann damit sogar ein Handy laden.

Mit jedem Bissen Nahrung und jedem Schluck Flüssigkeit nimmt der Mensch Energie zu sich. Sein Körper gibt diese Energie wieder ab, zum Beispiel in seinen Bewegungen, wenn er einige Schritte geht, oder Sätze wie diese mit der Tastatur schreibt. In der Regel geht viel Energie des Kraftwerks Mensch einfach verloren. Und genau das empfinden Forscher wie Jörg Wallaschek von der Leibniz Universität Hannover als pure Verschwendung: „Uns umgibt ja noch mehr Energie wie etwa Vibrationen, Luftströmungen oder die Umgebungstemperatur.“

All diese Energieformen lassen sich ernten, deshalb etablierte sich dafür der Fachbegriff „Energy Harvesting“. Ganz neu ist die Idee nicht: Vor genau 90 Jahren entwickelte der englische Uhrmacher John Harwood die Armbanduhr, die sich allein durch Bewegung selbst aufzieht. Modernes Energieernten funktioniert anders: Mechanische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt.

Galerie: Diese Produkte erzeugen Energie

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Strom ohne Steckdose

Wie zum Beispiel beim Funkschalter, der ohne Stromleitung das Licht an- und ausknipst. Das Signal an die Lampe kommt per Funk. Jörg Wallaschek: „Den Strom dafür erzeugt der Schalter selbst. Und zwar einfach dadurch, dass ich den Schalter betätige, also mit dem Finger Druck ausübe.“ Dadurch wird ein piezoelektrisches Element im Schalter verformt, das eine Spannung entstehen lässt. So ähnlich wie beim Gasfeuerzeug, das man zündet. Riesige Mengen Energie lassen sich so nicht erzeugen. Aber für die Energieversorgung von Sensoren, Displays und elektronischen Kleingeräten wie Mobiltelefone reicht das.

Nutzen lässt sich die gesammelte Energie auf vielfältige Weise. Beispiel Haustechnik: Energieautarke Messfühler für Temperatur und Feuchtigkeit ohne Stromkabel einfach an die Wand kleben, fertig. Mit solchen Sensoren lassen sich Gebäudekomplexe, Tunnel oder Brücken überwachen. Ein dickes Plus für mehr Sicherheit. Forscher Wallaschek beschäftigt sich derzeit mit Reifensensoren, die ihren Strom aus der Deformation des Reifens beim Abrollen bekommen: Die intelligenten Reifen der Zukunft überwachen Luftdruck, Temperatur sowie Alterung und stellen diese Messwerte zum Beispiel der Fahrdynamikregelung zur Verfügung.

Perpetuum mobile erfunden?

Beim Energy Harvesting sind der Fantasie keine Grenzen gesetzt. Da meldet zum Beispiel die Kaffeekanne Temperatur und Füllstand. Die Energie dazu bezieht sie aus dem Wärmeunterschied zwischen heißem Getränk und kühlem Deckel. Kalter Kaffee und leere Kanne gehören der Vergangenheit an. Auch die Medizin profitiert von der Energiewende im menschlichen Körper: Die regelmäßige Dehnung und Kontraktion einer Arterie könnte über eine winzig kleine Manschette Strom für Sensoren erzeugen, die medizinische Daten nach außen funken. Auch der Blutzucker von Patienten liefert Energie, zum Beispiel für den Herzschrittmacher. Am Kraftwerk Mensch wird derzeit kräftig geforscht.


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