Solarenergie und Regen: Können wir es in Wüsten durch Photovoltaik und künstliche Dünen regnen lassen?

Die Vorstellung klingt futuristisch: Schwarze Solarfelder glitzern in der Sonne, dazwischen wachsen Ölfrüchte wie Jojoba oder Jatropha, während riesige Dünen aus der Ebene ragen. Könnte man damit in trockenen Küstenregionen Regen erzeugen? Das wollen Wissenschaftler nun herausfinden.

Die Forschenden der Universität Hohenheim vermuten, dass durch großflächige Solarparks, Vegetation und künstlich geschaffene Dünen die Luftströmungen beeinflusst werden und die Wolkenbildung angeregt wird.

Wettereffekte durch Solaranlagen

Seit mehr als zehn Jahren beschäftigen sich Dr. Oliver Branch und Prof. Dr. Volker Wulfmeyer vom Institut für Physik und Meteorologie mit Wetter- und Klimaprozessen in Wüstenregionen. Besonders die arabische Halbinsel ist für das Team ein wichtiger Forschungsraum. Dort sollen nun über die Stromproduktion hinaus weitere Funktionen großer Solarparks untersucht werden.

Hintergrund ist ein physikalischer Effekt, der bereits heute beobachtet wird: Schwarze Solarmodule heizen sich stark auf. Die darüber liegende Luft erwärmt sich ebenfalls, steigt nach oben und erzeugt Turbulenzen. Gleichzeitig kann in Küstennähe vom Meer feuchte Luft ins Landesinnere strömen.

Künstliche Dünen lenken das Wetter

Darüber hinaus lenken auch künstlich aufgeschüttete Dünen mit mehreren hundert Metern Höhe ähnlich wie Berge Windströmungen um und lassen feuchte Luftmassen aufsteigen.

In der Vision der Wissenschaftler entsteht so eine neue Form der Kulturlandschaft. Ein Teil des erzeugten Solarstroms könnte Pumpen antreiben, die Pflanzenfelder mit Wasser versorgen. Die Vegetation wiederum würde die Umgebung abkühlen und dadurch sogar die Effizienz der Solarmodule steigern.

Ob das alles in der Praxis funktioniert, soll nun mit aufwendigen Messungen überprüft werden. Dazu setzt das Team auf sogenannte LiDAR-Systeme (Light Detection and Ranging), die Entfernungen anhand reflektierter Laserimpulse messen.

Die so gewonnenen Daten fließen anschließend in hochauflösende Wettermodelle ein. Mithilfe von Supercomputern wollen die Forscher simulieren, welche Größe und Form Solarparks oder Kunstdünen haben müssten, um den größtmöglichen Effekt zu erzielen. Die Modelle sollen dann Wettervorgänge bis auf etwa 100 Meter genau darstellen.

Millionenförderung aus Abu Dhabi

Daneben bringt die Arbeit in der Wüste auch ungewöhnliche Herausforderungen mit sich. So setzen etwa extreme Temperaturen den empfindlichen Lasersystemen zu. Und auch die Tierwelt sorgt mitunter für Probleme. Mit Blick auf freilaufende Kamele in der Region berichtet Dr. Branch: „Wir wurden gewarnt, dass die Tiere nachts gern mal Kabel durchknabbern.“

Für das Projekt erhielt das Team eine Förderung aus dem Forschungsprogramm der Vereinigten Arabischen Emirate zur Regenverstärkung in Wüstenregionen. Weltweit hatten sich rund 120 Teams beworben, nur drei Projekte wurden ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand bei einem Gala-Abend in Abu Dhabi statt.