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Strom und Wasser für die eigene Familie: TU-Student entwickelt Anlage, die in Entwicklungshilfe punktet

Strom und Wasser für die eigene Familie: TU-Student entwickelt Anlage, die in Entwicklungshilfe punktet

Eigentlich sollte es eine kleine Geste der Dankbarkeit sein: Aus einer Idee des Kameruner Maschinenbaustudenten ist mittlerweile eine Solarstromanlage mit angeschlossener Trinkwasseraufbereitungseinheit für seine Familie geworden.

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Maschinenbaustudent Martin Kolle erläutert, wie er die Solaranlage mit der Trinkwasseraufbereitung für seine Familie konzipiert hat. Elf Studenten aus den Universitäten in Dresden, Chemnitz und Freiberg entwickelten sie gemeinsam.

Quelle: Katrin Tominski

Die Konstruktion ist so überzeugend, dass sie nun von der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik auf ihre Wirtschaftlichkeit für eine vielfache Anwendung geprüft wird.

Martin Kolle konnte es damals kaum fassen. Er sollte wirklich Geld für sein Praktikum bekommen, ganze 700 Euro monatlich. Für den Kameruner Studenten ein unheimlicher Betrag. Schnell hatte er das Telefon in der Hand, an der Strippe seine Familie. Er wollte ihr etwas zurückgeben, als Dank dafür, dass sie ihm das Studium in Deutschland und überhaupt alles ermöglicht haben. Damit fing alles an: Sein Vater klagte über die desaströsen Stromausfälle in der Kameruner Hauptstadt Yaounde, die tagelang den Alltag der 1,3 Millionen-Einwohner-Metropole quasi lahmlegen.

"Meine Familie hat große Probleme mit der Stromversorgung", sagt Kolle. Die Leitungen seien schlecht gewartet, zudem steige der Bedarf schneller als der Ausbau der Leitungen. "Lang anhaltende starke Regenfälle geben dem maroden Netz dann oft den letzten Rest." Kolle kam schnell die zündende Idee: Warum nicht eine Solaranlage für das Haus seiner Eltern bauen, um sie von dem ganzen Stromausfall-Brimborium unabhängig zu machen? Euphorisch holte er Freunde und Bekannte ins Boot. Am Ende saßen elf Studierende aus sechs Fachrichtungen von drei Universitäten an einem Tisch. Ihr Ziel: Die Entwicklung einer autarken Energiequelle und deren Transport nach Kamerun für nur 1800 Euro.

"Natürlich gibt es Photovoltaikanlagen, die auf die Bedürfnisse von Privathaushalten zugeschnitten sind", erklärt Kolle. "Diese Systeme kosten jedoch zwischen 4000 und 6000 Euro, das konnten wir uns nicht leisten." Deswegen entschied er sich, eine eigene Anlage zu entwickeln. Sie sollte bei gleicher Leistung weniger kosten.

Fortan tüftelten die elf Studierenden der Technischen Universitäten in Dresden, Freiberg und Chemnitz persönlich und per Online-Konferenzen an Lösungen, durchforsteten Ebay nach Einzelteilen und probten in Experimenten. Weil die begrenzte Speicherkapazität der Akkus die vollständige Versorgung des Elternhauses allein durch die Solaranlage unmöglich machte, entschieden sich die jungen Wissenschaftler für eine sogenannte Hybridlösung. Durch die wahlweise Zuschaltung einer selbst gebauten Photovoltaikinselanlage sollten die Ausfälle der Stromversorgung kompensiert werden.

Fünf Kilowattstunden täglich

Insgesamt 2155 Euro zahlte Martin Kolle schließlich für die neue Energiequelle, die seine Eltern künftig mit fünf Kilowattstunden täglich beliefern kann. Drei Solarmodule, Laderegler, Wechselrichter, Kabel, Aluminiumprofile und zwei Akkus sowie Verteilerkästen mit Elektrokomponenten zur Hybridsteuerung lagern gerade dick eingepackt im Hafen der Stadt Douala in Kamerun. In den nächsten Semesterferien will Kolle mit Freundin und Biotechnologin Anne Hartenhauer sowie Kumpel Martin Rudolph die Anlage im Elternhaus aufbauen.

Einmal im Entwicklungsfieber, war das Kapitel für die jungen Wissenschaftler keinesfalls erledigt. Zu viele Probleme lagerten in der Heimat ihres Freundes, zu viele Dinge, die in Dresden selbstverständlich sind. "Nicht nur Strom, sondern auch die Versorgung mit Trinkwasser ist in Kamerun ein großes Problem", erklärt Kolle. Weil es wenige Kläranlagen gibt, sei sowohl das Brunnen- als auch das Grundwasser verunreinigt. Zudem koste Mineralwasser das Vielfache des Preises in Deutschland. Über fünf Kilometer muss seine Mutter laufen, um an die nächste Quelle zu gelangen.

Mehr Trinkwasser

"Wir entschieden uns, die Anlage zur Brauch- und Trinkwassergewinnung zu erweitern", erklärt Maschinenbauer Martin Rudolph, der an der TU Chemnitz promoviert und maßgeblich an der Entwicklung der Lösungen beteiligt ist. Das System besteht seither nicht nur aus der Photovoltaikinselanlage sondern auch aus einer Speicher-, Steuer- , Hydraulik- und Wasseraufbereitungseinheit, die über einen Brunnen mit dem Grundwasser verbunden sind.

Die Lösung der Wissenschaftler ist bestechend einfach: In einem automatisierten Zyklus wird Wasser durch eine selbstansaugende Kreiselpumpe aus dem Brunnen in das Hauswassernetz gefördert, danach aufbereitet und gespeichert. Der Leitungsdruck wird jedoch nicht über einen Wasserturm, sondern über einen Membranspeicher aufrechterhalten.

Ein wesentlicher Bestandteil der Trinkwasseraufbereitung ist ein strombetriebener UV-Reaktor mit dessen integrierter Ultraviolett-Lampe Bakterien, Viren und Parasiten abgetötet werden. "Nach unseren ersten Proben mit Elbwasser haben wir eine Keimreduzierung von 97 Prozent erreicht", erklärt Biotechnologin Anne Hartenhauer. Ziel sei es jedoch, deutsche Standards einzuhalten. "Wir optimieren weiter", sagt Hartenhauer. "Und sind guter Hoffnung, dass wir mit der richtigen Filterkombination eine vollständige Entkeimung nach der Trinkwasserverordnung realisieren können." Insgesamt 350 Liter Wasser kann die neue Anlage täglich liefern, davon 53 Liter Trinkwasser. Ausgeklügelte Software ermöglicht eine Wartung für Laien ohne großen Aufwand.

Am Ende steht eine Solar- und Was- seraufbereitungsanlage, die mit einfachen und günstigen Bauteilen zur maßgebli-chen Verbesserung der Versorgung führt. Das Pilotprojekt hat die Mitarbeiter der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik so überzeugt, dass sie es in der Lehrveranstaltung "Projektmanagement beim Bau energietechnischer Anlagen" näher betrachten. Mit der Unter- stützung von Studenten analysieren die jungen Wissenschaftler Konzepte, wie sich die Strom- und Trinkwasserversorgung in Kamerun verbessern lässt und prü- fen, welchen Aufwand die vielfache Produktion einer solchen Anlage bedeuten würde.

Denn in Kamerun, in Kenia, in Ghana - in vielen afrikanischen Staaten leben Familien ohne sauberes Wasser und ausreichend Strom. Für diese würde eine Anlage dieser Art eine enorme Verbesserung der Lebensumstände bedeuten. "Ich bedanke mich bei allen aus dem Entwicklerteam", schloss deshalb Kolle.

Tominski, Katrin

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