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Unsere Städte werden intelligenter. Das liegt daran, dass neue Technologien entstehen, die ziemlich viel drauf haben. Aber was bedeutet intelligente Technik eigentlich? Es bedeutet, dass technische Geräte so programmiert werden, dass sie mitdenken – fast wie ein Mensch. Vielleicht hast du schon mal vom Internet der Dinge gehört oder unseren Blogbeitrag dazu gelesen. Das Internet der Dinge verbindet die reale mit der digitalen Welt – also der Technik. Intelligente Technik vernetzt Geräte miteinander und lässt sie untereinander kommunizieren. Die intelligenten Geräte können perfekt auf ihre Umwelt reagieren und sind uns eine große Hilfe.

Lichter, die mitdenken

Eine Technologie, an der fleißig geforscht und weiterentwickelt wird, sind intelligente Straßenlampen. Die Lampen sind so klug, dass sie nur dann angehen, wenn du daran vorbei läufst, mit dem Fahrrad darunter entlang fährst oder deine Eltern mit dem Auto daran vorbeifahren. Das ist doch irgendwie magisch, oder? Sie reagieren also auf Bewegung. Aber wie können die Lampen wissen, dass gerade jemand vorbeikommt? Vielleicht erinnerst du dich an unseren Beitrag zum autonomen Fahren – denn genau wie beim Auto kommen auch bei den Straßenlampen Sensoren zum Einsatz. Diese Sensoren funktionieren für die Technik wie die Sinne für den Menschen. Sie helfen dabei, die Umgebung genau wahrzunehmen. Mithilfe von Sensoren nehmen die Lampen also Bewegungen um sie herum wahr und passen ihre Helligkeit entsprechend an. Und wenn sich niemand in der Nähe befindet, leuchten sie nur schwach. Der Einsatz von intelligenten Lampen ist wichtig, denn wenn wir unsere Straßen hell beleuchtet lassen, obwohl niemand draußen ist, verursacht das unnötige Kosten.

Straßenlaternen leuchten dort, wo wir sie brauchen. Foto: Freepik

Vorteile für Mensch und Tier

Bestimmt sagen deine Eltern auch manchmal, dass du nicht vergessen solltest, das Licht aus zu machen, wenn du einen Raum verlässt. Strom ist nämlich teuer. Das versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit diesen neuen Technologien zu ändern. Die Straßenlampen werden mit sogenannten Leuchtdioden, oder kurz LED´s, ausgestattet. Das sind winzig kleine Lämpchen, die sich leicht mit digitaler Technik verbinden lassen und länger funktionieren als normale Lampen. Wenn eine Lampe nämlich so intelligent ist und sich selbst ausschaltet, wenn sie nicht benötigt wird, dann spart das Geld.

Aber noch wichtiger als die Kosten ist deine Sicherheit. Viele Menschen trauen sich nicht, alleine nach draußen zu gehen, wenn es etwas dunkler ist. Vielleicht geht es dir genau so? Doch keine Sorge: Die intelligenten Straßenlampen sollen Plätze wie zum Beispiel Parks zu bestimmten Uhrzeiten stärker beleuchten. So brauchst du abends auch zukünftig keine Angst zu haben. 

Aber nicht nur für die Menschen, sondern auch für die Umwelt bringt die intelligente Straßenbeleuchtung Vorteile mit sich. Dauerhafte Beleuchtung bei Nacht lässt Zugvögel die Orientierung verlieren, nachtaktive Tiere wie Fledermäuse sind verwirrt und Insekten, die sich von hellem Licht angezogen fühlen, können an der heißen Lichtquelle verbrennen. Die Reduzierung dieser Lichtverschmutzung hilft also, Tiere zu schützen und dafür zu sorgen, dass weniger Insekten sterben. 

Die Lampe als Multitalent

Bis die intelligenten Straßenbeleuchtungen in jeder Stadt installiert werden, dauert es wohl noch eine Weile, aber es ist ein riesiger Schritt in der Wissenschaft. Einige deutsche Städte, zum Beispiel Brilon oder Göppingen, haben bereits Testprojekte mit intelligenten Straßenlaternen gestartet. Solche sogenannten Pilotprojekte sind wichtig, um die Auswirkungen neuer Technologien genau zu beobachten.

Neben ihrer Leuchtkraft hat die Straßenlaterne sogar noch mehr Talente auf Lager! So gibt es bereits smarte Straßenlampen, die als WLAN Hotspot genutzt werden, sodass man in ihrer Nähe ganz einfach im Internet surfen kann. Als Notrufsäule kann die Lampe sogar dabei helfen, Menschen zu retten. Außerdem bieten einige der Laternen die Möglichkeit, E-Autos an ihrem Mast zu laden. Super praktisch, oder?

Strom für Autos aus der Straßenlaterne. Foto: Adobe Stock // Stephen

Beitragsfoto: Adobe Stock  / / Petair

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Intelligente Technik“

 

Batterien und Akkus gibt es ganz viele verschiedene und alle sind sie dafür da, Geräte mit elektrischem Strom zu versorgen und funktionsfähig zu machen. Doch was ist eigentlich der Unterschied zwischen Batterien und Akkus? Ganz einfach: Die Batterie ist im Gegensatz zum Akku nicht aufladbar. Das kennst du zum Beispiel von deinem Wecker oder deinem Taschenrechner. Wenn die Batterie einmal leer ist, musst du sie entsorgen. Einen Handyakku oder den Akku einer Digitalkamera kann man dagegen immer wieder aufladen. Er ist praktisch eine wiederaufladbare Batterie. Doch auch die hält nicht ewig: Mit der Zeit muss man sie immer öfter aufladen, bis sie schließlich zu schwach für das Gerät wird. Auch der Akku muss dann entsorgt werden – oder?

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Ein Akku ist eine wiederaufladbare Batterie.

Umweltfreundlich

Eines steht auf jeden Fall fest: Da du Akkus nicht sofort entsorgen musst, sondern immer wieder aufladen kannst, sind sie ein wenig umweltfreundlicher als Batterien. Sie produzieren schlichtweg nicht so viel Müll. Doch auch bei Akkus gibt es Vor- und Nachteile. Um diese zu erklären, machen wir einen kleinen Ausflug in die Chemie.

Es gibt Nickel-Kadmium-Akkus, Nickel-Metallhydrid-Akkus, Lithium-Ionen-Akkus und Lithium-Ion-Polymer-Akkus. Das hört sich sehr kompliziert an, diese Typen lassen sich aber schnell in zwei verschiedene Gruppen einteilen. Die beiden Akku-Varianten mit Nickel entladen sich sehr schnell selbst. Das bedeutet, wenn du sie auflädst und einfach unbenutzt liegen lässt, ist beim nächsten Benutzen der Akku bereits zu einem Teil leer. Auch die Lithium-Ionen-Akkus entladen sich selbst, allerdings nicht so schnell. Ein Vorteil ist hier auch, dass die Akkus genauso groß sind wie die Nickel-Akkus und trotzdem mehr Energie speichern können. Außerdem haben sie eine längere Lebenszeit. Das sind ein paar der Gründe, warum Lithium-Ionen-Akkus häufig zum Einsatz kommen. Du findest solche Akkus zum Beispiel in Handys und Laptops, aber auch die Batterie in einem Elektrofahrzeug funktioniert wie ein Lithium-Ionen-Akku.

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Vor allem in tragbaren Geräten und Elektroautos findest du Lithium-Ionen-Akkus. — Bild: Mercedes-Benz Group AG

Alterung durch Oxidation

Ein Lithium-Ionen-Akku besteht aus vielen Zellen, die wiederum jeweils aus einer positiven und einer negativen Elektrode bestehen. Bei der Aufladung wandern die Ionen von der positiven zur negativen Elektrode und lagern sich dort ein. Bei der Entladung ist es andersherum. Mit der Zeit allerdings oxidieren die beiden Elektroden in einer Zelle. Das bedeutet, sie geben Elektronen ab. Die Folge davon ist, dass sie keine Lithium-Ionen mehr speichern können. Das Auf- und Entladen des Akkus funktioniert immer weniger.

Du fragst dich nun sicher: Warum oxidieren die Elektroden in den Zellen überhaupt? Das hängt vor allem von Temperatur und Ladezustand des Akkus ab. Wenn der Akku zum Beispiel in einer sehr warmen Umgebung aufbewahrt wird und zudem noch vollgeladen ist, altert er sehr schnell.

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Ein Stromspeicher aus alten Batterien von Elektroautos — Bild: Mercedes-Benz Group AG

Das zweite Leben der Elektroauto-Batterie

Die Lithium-Ionen-Akkus in den Elektroautos der Mercedes-Benz Group AG haben eine Lebensdauer von circa zehn Jahren. Dann muss man sie auswechseln, weil die Reichweite der Autos nicht mehr ausreicht. Sind Elektroautos also wirklich so umweltfreundlich, wenn ihre Akkus alle zehn Jahre entsorgt werden müssen?

Die Mercedes-Benz Group AG möchte, dass der Lebenszyklus einer solchen Batterie dann noch nicht endet. Deshalb hat der Autobauer die Batterien von 1000 smart-Elektrofahrzeugen zu einem großen Stromspeicher zusammengeschlossen. Wie ein stationärer Energiespeicher soll er zum Beispiel Sonnen- oder Windenergie speichern und dann verfügbar machen, wenn man diese Energie braucht.

Die Akkus der Elektroautos werden damit nicht nur weitere zehn Jahre verwendet, die Energieanbieter könnten so auch ein weiteres großes Problem lösen. Momentan kommt unser Strom noch aus umweltschädlichen Kraftwerken. Deshalb ist das Ziel, langfristig auf erneuerbare Energien, also Energie aus Windrädern oder Energie durch Solarzellen, umzustellen. Auf diese Energie kann man sich aber nicht verlassen, denn die Sonne scheint nicht immer dort, wo Menschen Strom brauchen, und auch der Wind weht dort nicht immer. Es muss deshalb sogenannte Primärreserven geben. Das sind Energiespeicher, auf die sofort zurückgegriffen werden kann, wenn der Strom mal fehlt. Ein Stromspeicher aus ganz vielen alten Elektro-Akkus kann überschüssige Energie aus Sonne und Wind speichern und in solchen Fällen zum Einsatz kommen.

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So stellt sich die Mercedes-Benz Group AG (ehemals Daimler AG) den Lebenszyklus der Batterien aus Elektroautos vor. — Bild: Mercedes-Benz Group AG

Der Stromspeicher der Mercedes-Benz Group AG soll noch dieses Jahr bei den deutschen Energieanbietern in Betrieb gehen und vollautomatisch funktionieren. Nach zehn Jahren eignen sich die Batterien auch dafür nicht mehr. Dann sollen sie recycelt und für den Bau neuer Batterien für Elektroautos verwendet werden.