Energiequelle Straße --- Schüler Experimentieren 2010

Heutzutage werden schon viele Gebäudeflächen zur Energiegewinnung genutzt. Doch Straßen gehören heute noch nicht zu den Bauwerken mit denen Energie gewonnen wird. Damit stellt sich die Frage, wie man Straßen zur Energieerzeugung nutzen könnte. Wenn dies gelingen würde, hätte man große Flächen zur Energiegewinnung zur Verfügung. Im Sommer, wenn die Sonne tagsüber auf schwarze Teerstraßen scheint, erhitzen sich diese stark. Diese Wärmeenergie könnte man sich zu Nutzen machen, um zum Beispiel Strom zu gewinnen. Um dies zu testen, habe ich zwei Modelle gebaut. Der erste Versuchsaufbau ist aus Beton gebaut und soll einen Teil einer Betonstraße simulieren. Das eingelegte Kupferrohr soll mit dem darin fließenden Wasser die Energie dem Straßenbelag entziehen.
Ich habe zuerst versucht, mit Heißluftfönen die Straße aufzuwärmen, doch leider hatte ich Fehler im Versuch, die eine großflächige Erwärmung der Fläche nicht möglich machten. Weiterhin war der Versuchsaufbau unrealistisch, da die Simulation der Sonneneinstrahlung nicht gut umsetzbar war. Deshalb habe ich einen zweiten Versuchsaufbau mit Asphalt gebaut. Diesmal soll der Versuchsaufbau die obere Schicht einer Teerstraße simulieren. Jetzt habe ich versucht, mit einer Infrarotlampe das Straßen-Modell zu erwärmen. Dies hat gut messbare Ergebnisse zustande gebracht. Die Teertemperatur in der Mitte in 2 cm Tiefe, also im Infrarotschein, erreichte 48°C! In einem zweiten Versuch mit Infrarotstrahlen betrug die Teertemperatur in der Mitte in 0,5 cm Tiefe, stolze 78,3°C! Grundsätzlich funktioniert also das Prinzip, Wärme mit Kupferleitungen aus durch Sonne erwärmten Straßen zu gewinnen!
An der Oberfläche der Teerstraße in der Mitte ist nach 45 min die maximale Temperatur erreicht worden: ca. 74°. Danach ist die Temperatur kaum mehr angestiegen. Die erreichten Temperaturen in 2 cm Tiefe von ca. 48°C, wo die Kupferschleifen liegen, würden wahrscheinlich noch nicht ausreichen um Wärmekraftmaschinen effektiv zu betreiben. Bei Wärmekraftmaschinen wäre aber auch eine Isolation im Straßenbelag notwendig, und man bräuchte Kühlschleifen unterhalb der Isolation. Allerdings wäre es denkbar, es bei wärmebenötigenden Produktionen zu verwenden. Je größer der der Temperaturunterschied, desto höher der Wirkungsgrad. In meinem Beispiel wäre der Wirkungsgrad 10%. In meinen Versuchen habe ich außerdem herausgefunden dass die Messergebnisse besser werden, wenn die absorbierende Straßenschicht möglichst dünn ist, wenig Masse hat und nach unten isoliert ist. Die Erwärmung der dicken und schweren Betonstraße funktionierte mit Infrarotstrahlern kaum. Die dünne und leichte Teerstraße ließ sich aber sehr gut erwärmen.

Felix Divo (11)zurück zu den Projekten