DEU-IOG03

13.07.2017 // 15:45

Forschungsprojekt: Alternative Wasserpumpsysteme

Dieses Forschungsprojekt strebt die Entwicklung von Technologien an, die es ermöglichen Wasser ohne den Einsatz von Elektrizität zu fördern.


  • Status:  Erkundung Implementierung Evaluation Abgeschlossen
  • Standort: Deutschland
  • Zielgruppe: NutzerInnen verschmutzter Wasserquellen
  • Zeitraum: 05/2013 bis 12/2013
  • Partnerorganisation: Institut für Wasser und Umweltsystemmodellierung, Universität Stuttgart
  • Projektvolumen: ca. 4.300 Euro
  • Projektkategorien: 

Ausgangssituation

Die verheerenden Statistiken sind seit Jahren bekannt: UNICEF berichtet, dass 780 Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Wasser haben. Täglich sterben fast 4000 Kinder an den Folgen des Konsums von dreckigem Wasser. Millionen von Menschen, meistens Frauen und Kinder, verbringen ihren Tag mit dem Tragen von Wasser - teilweise unter äußerst schwierigen Umständen. Die Betroffenen leiden unter großer Armut. In der Regel haben die Betroffenen keinen oder einen sehr eingeschränkten Zugang zu Strom, mit dem sie Wasser fördern könnten.

Mitarbeiter von Ingenieure ohne Grenzen, die in Projekten an Lösungen für solche Probleme arbeiten, kommen schnell an technische und finanzielle Grenzen. Eine Insellösung mit Solaranlagen und elektrischen Pumpen kann bis zu 15.000 Euro kosten. Hinzu kommt, dass die notwendigen Batterien alle paar Jahre erneuert werden müssen. Das kann wiederum mehrere tausend Euro kosten. Solche Ausgaben sind nicht zu verkraften. Kurzum – High-Tech-Lösungen, die oft ohne ein durchdachtes, nachhaltiges Konzept umgesetzt werden, sind weder wirtschaftlich noch technisch passend für strukturschwache Regionen.

Schon vor 40 Jahren hat der weltbekannte Volkswirt Ernst Schumacher festgestellt, dass das moderne Wirtschaftssystem die Entwicklung von geeigneten technischen Lösungen hindert. Die globale Markwirtschaft geht davon aus, dass ein zuverlässiges Strom-, Wasser -und Kanalisationsnetz flächendeckend vorhanden ist. Alternativen dazu gibt es nicht. Er forderte nach dem berühmten Motto „Small is Beautiful“ Produkte, die sich an menschlichen Bedürfnissen orientieren.

Das war vor 40 Jahren. Die heutige Relevanz von Schumachers Ideen wird zunehmend anerkannt, aber die passenden technischen Lösungen fehlen immer noch. Dagegen wollen wir, die Ingenieure ohne Grenzen, von der Regionalgruppe Stuttgart etwas unternehmen.

Projektbeschreibung

Ziel des Projektes ist es, Techniken zu entwickeln, die die Förderung von Wasser in Gebieten ohne ausreichende Infrastruktur ermöglichen. Hierzu sollen bereits vorhandene Techniken kombiniert, angepasst und/oder optimiert werden, um den Herausforderungen im o. g. Anwendungsbereich gerecht zu werden. Seit einem Jahr arbeiteten wir daher an Konzepten für ein modulares Wasserpumpensystem, welches folgenden Anforderungen gerecht wird.

Unsere Wasserpumpsysteme müssen:

ohne Strom auskommen

genug Wasser für eine Familie in etwa 2 Stunden bereitstellen (60 Liter pro Stunde, Mindest-Förderhöhe von 10m)

modular aufgebaut sein, damit Wind-, Solarkraft oder menschliche Arbeitskraft verwendet werden kann

nicht mehr als 50 Euro pro Modul kosten

von Handwerkern oder angelernten, handwerklich begabten Menschen ohne industrielle Infrastruktur herstellbar und einfach zu warten sein (Keep It Simple, keine komplexen, unersetzbaren Komponenten)

robust und sicher sein

umweltverträglich sein

Für uns ergibt sich eine interessante, technische Herausforderung, die es zu meistern gilt. Die Lösung, die wir eingehend untersuchen wollen, ist eine Pressluftpumpe, betrieben von Wind-, Solar- und „ Pedalpower“-Modulen.

Erfreulicherweise haben wir von der Universität Stuttgart (Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung) kompetente Unterstützung erfahren. Wir wollen dort die ersten Prototypen aufbauen und testen.

Ein Wasserbauingenieur aus Nepal wird seine Masterarbeit dem Thema widmen. Interessanterweise sind Ingenieure aus Entwicklungsländern an unserem Konzept besonders interessiert, weil diese eben mit der Problematik der mangelnden Stromverfügbarkeit täglich konfrontiert sind.

Für die Herstellung und Erprobung der Prototypen müssen wir als gemeinnütziger Verein dazu einiges leisten. Der Erwerb von Komponenten und der Messgeräte für die Testanlagen kostet Geld. Die Ingenieure arbeiten ehrenamtlich in ihrer Freizeit und zahlen noch ihre eigenen Fahrtkosten und Vereinsbeiträge.

Mit unserem Ziel im Blick haben wir viel Freude an der Arbeit, aber eine Spende würde uns sehr helfen.

Unser Zeit- und Kostenplan gestaltet sich folgendermaßen:

Phase I:

Aufbau und Test von einer Airliftpumpe und Hybrid-Kompressor-Airliftpumpe. Test von verschiedenen Lösungsansätzen

Aufbau einer kleinen Savonius-Windkraftanlage , inklusive Pumpanlage und mechanischer Verbindung.

Aufbau und Test in geeigneten Einsatzorten im Großraum Stuttgart.

Phase II:

Weiterentwicklung und kontinuierliche Verbesserung der Anlage. Geplant sind Windtunnel- Tests zur Qualitätssicherung/Leistungssteigerung,

Entwurf und Test eines Solarmoduls. Es soll Pressluft direkt aus Solarkraft erzeugt werden, wie es der Deutsch-Amerikanische Ingenieur Frank Shuman schon in 1907 demonstriert hat [3].

Phase III:

Aufbau Pedalkraftmodul zum Betrieb der Wasserpumpe durch den Mensch direkt (z.B. über Pedale). Einsatz von Prototypen in ’Ingenieure ohne Grenzen’-Projekten in Entwicklungsländern, Prozess der kontinuierlichen Verbesserung, Qualitätszertifizierung.

 Für jede Projektphase haben wir eine Kostenschätzung von 4000 Euro aufgestellt.

Da das Projekt noch nicht vollständig finanziert ist, freuen wir uns über weitere Spenden ! Damit wir Ihre Spende dem Projekt zuordnen können, geben Sie bitte das oben genannte Spendenkürzel an!