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17. Jun. 2016

Stromerzeugende Straßen

Innovativer Straßenbelag ermöglicht Energiegewinnung und Schadstoffreduktion

Sie wollen Photovoltaikzellen in die Oberfläche von Straßen integrieren – Diplomingenieur Lukas Renken der RWTH, RWTH-Professor Markus Oeser und Donald Müller-Judex der Solmove GmbH (von rechts).(Foto: RWTH Aachen University/Peter Winandy)

Aachen - An der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen wird derzeit an einem hochinteressanten und innovativen Projekt gearbeitet, das der Energiewende einen bedeutenden Entwicklungsschub bringen könnte. Um dem CO2-Ausstoß zu reduzieren ist es unumgänglich bei der Mobilität in Zukunft auf Elektrizität als Energiequelle zu setzen, die nachhaltig und umweltgerecht produziert wird. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird an der RWTH Aachen derzeit an einem neuen Straßenbelag geforscht und gearbeitet, der durch photovoltaissch eingebaute Elemente Strom erzeugt. So hat eine Rechnung gezeigt, dass alleine in Deutschland rund 1,4 Milliarden Quadratmeter horizontale Fläche für die Stromgewinnung genutzt werden könnte. Das würde reichen, um 20 Millionen Elektroautos mit Energie zu versorgen.

Modularer Hightech-Straßenbelag
 

An den Straßenbelag werden natürlich abseits der Stromgewinnung weitere Eigenschaften gefordert, wie Bremssicherheit, Rutschfestigkeit und Bruchsicherheit. Um die Effizienz der Stromgewinnung hoch zu halten, müsste der innovative Bodenbelag zusätzlich noch einen selbstreinigende Funktion implementiert haben. Und da es sich um einen Bodenbelag mit technischer Funktionalität handelt, muss der Bodenbelag wartungs- und reparaturfreundlich sein. Das stellt für die Entwickler also eine ziemliche Herausforderung dar. Der Bodenbelag besteht aus va. fünf bis sechs Millimeter dicken Elementen, die industriell vorgefertigt werden und auf den Straßen dann miteinander kombiniert werden, sodass prinzipiell beliebig große Flächen individuell ausgestattet werden können - das Prinzip kann man sich ähnlich wie vorgefertigte Rasenziegel für Fußballstadien vorstellen.
 
Technisch gesehen wird also an die glasartige Oberflächenschicht der Module große Ansprüche gestellt, da sie einerseits mechanisch robust und andererseits lichtdurchlässig für die photovoltaischen Schichten im Inneren sein muss. Die Glasschicht an der Oberfläche ist technisch so entwickelt, dass das Licht möglichst effizient zur Stromgewinnung genutzt werden kann. zusätzlich kann die Oberflächenschicht durch photokatalytische Effekte auch Stickoxide, die aus Abgasen von Straßenverkehr und Industrieanlagen stammen, abbauen. Dadurch lässt sich auch die Ozon-Belastung an warmen Sommertagen reduzieren.
Selbst an eine schalldämmende Wirkung des Straßenbelags haben die Entwickler gedacht. Mit eingebauten Induktionsschleifen könnten die Autos sogar drahtlos mit elektrischer Energie geladen werden.
 
Prototyp bereits entwickelt
 

Ein Prototyp des Solar-Moduls wurde bereits von der RWTH und der Solmove GmbH entwickelt. In den nächsten zwei Jahren soll der neue Straßenbelag auf Herz und Niere getestet werden, ob der neue Belag mit allen in der Praxis auftretenden Belastungen und Widrigkeiten wie z.B. Unfallrisiken oder LKW-Achsenlasten von bis zu 11,5 Tonnen stand hält. Das Potential dieser in der Testphase stehenden Innovation ist jedenfalls enorm. Laut Donald Müller-Judex von der Solmove GmbH wären in Deutschland keine Atomkraftwerke mehr notwendig, wenn 15 Prozent der Verkehrsflächen mit der neuen Technik ausgestattet werden würden. Auch in Frankreich wird bereits intensiv an ähnlichen Technologien gearbeitet. So soll in Frankreich innerhalb der nächsten fünf Jahre 1000km Straßennetz mit photovoltaischer Stromgewinnung ausgestattet werden.

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