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Das Geräusch von Waggons erzeugt Energie

30.11.2012

Ingenieure der Stonebrook University erhielten eine nationale Auszeichnung für ihre innovative Entwicklung eines Geräts, das Vibrationsenergie von Eisenbahnen nutzbar macht. Dadurch können jährlich Millionen von Dollar eingespart und gleichzeitig die Kohlendioxidemissionen in die Umwelt reduziert werden. Die Arbeit des Entwicklungsteams wurde auf der jährlichen wissenschaftlichen Konferenz vom 7. bis 8. November 2012 in Washington gewürdigt.

Ein Team aus Stonebrook unter der Leitung von Professor Lei Zao und den beiden Doktoranden Deng Ling und John Wang vom Department of Mechanical Engineering des Energy Research Center for Science and Technology hat eine neue Methode entwickelt, um die unregelmäßigen, chaotischen Schwingungen von Eisenbahnschienen umzuwandeln wie ein Zug in geordnete, regelmäßige und unidirektionale übergeht. Dies ist ähnlich wie ein elektrischer Gleichrichter Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Die Essenz der Funktionsweise dieses Geräts ist sehr einfach: Die Vibration wird von der auf und ab schwingenden Schaukel erfasst, sie drehen das Zahnrad, das die Welle eines kleinen Generators in genau eine Richtung dreht. So vollzieht sich die Umwandlung chaotischer in periodische Schwingungen. Die empfangene Energie reicht aus, um alle Arten von Niederspannungssensoren und -schaltern zu steuern.

Professor Zao glaubt, dass diese Erfindung allein im Bundesstaat New York mehr als 10 Millionen US-Dollar an Eisenbahnstromkosten einsparen und gleichzeitig 3000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr reduzieren wird.

„Die Vereinigten Staaten haben das längste Schienennetz der Welt, etwa 140700 km, die sich oft in Gebieten befinden, die von städtischen Zentren entfernt sind. Und es ist sehr wichtig, dass das sogenannte Signalnetz, das Teil der elektrischen Infrastruktur ist einer modernen Eisenbahn, wird überall verwaltet. Dies sind Ampeln und alle Arten von Signallichtern, automatischen Pfeilen und Verkehrsleitsensoren", sagt Professor Zao. "Unsere Erfindung wird dazu beitragen, bis zu 200 Watt Strom aus einer einzigen Überfahrt zu gewinnen Zug."

Moderne Transportmittel erfüllen die Bedürfnisse der Menschheit bei der schnellen Bewegung von Personen und Gütern über verschiedene Entfernungen. Doch beim derzeitigen Stand der Technik ist der Transport nicht wirtschaftlich – ein erheblicher Teil der eingesetzten Energie geht verloren. Durch alle Arten von Vibrationen, Erschütterungen, Beschleunigungen, Bremsungen usw. Energie wird unwiederbringlich an die Umgebung abgegeben. Wissenschaftler haben lange versucht, eine Verwendung dafür zu finden, aber die Geräte erwiesen sich als komplex und teuer. Und heute kann mit Hilfe eines neuen Geräts diese mechanische Energie erfolgreich in elektrische Energie umgewandelt werden.

Das Team von Professor Zao arbeitet seit einigen Jahren daran, Schwingungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Sie schlagen vor, die Energie von Vibrationen aus einer Vielzahl von Quellen zu nutzen, darunter Züge, Autos und Meereswellen.

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