NexusHub – Plattform zur autarken Nahrungsmittelversorgung in Trockengebieten

Warum brauchen wir diese neue Technologie?

In vielen Regionen Afrikas leiden Menschen unter mangelnder Infrastruktur. Klimatische Veränderungen verstärken bereits vorhandene Probleme wie Wasserknappheit, Nahrungsmangel oder Stromausfälle. 

Im Projekt NexusHub entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT gemeinsam mit Forschenden der Jomo Kenyatta University for Agriculture and Technology (JKUAT) in Nairobi, Kenia, eine kombinierte, dezentrale Lösung: den NexusHub.

Dieses autarke System ermöglicht in ländlichen Regionen eine wassersparende Anbaumethode für Nutzpflanzen und liefert mit einer Solar-Infrastruktur sowohl den dafür benötigten elektrischen Strom als auch zusätzliche Energie zum Betrieb weiterer Geräte. Das System soll ein wichtiger Beitrag sein, um die Lebensgrundlage dieser Menschen vor Ort zu sichern.

Nach Abschluss der Vorarbeiten in Nairobi soll das System gemeinsam mit Bewohnerinnen und Bewohnern einer ländlichen Region getestet, verbessert und von dort aus in Kenia weiter verbreitet werden.

Wie funktioniert die neue Lösung?

Beim NexusHub handelt es sich um einen sogenannten »Water-Energy-Food-Nexus«: Dabei liefern Photovoltaik-Anlagen in Form von Pico- oder Micro-Solarsystemen Strom und speichern ihn. Die Anlagen sind effizient, rentabel und produzieren erneuerbare Energie für den Pflanzenanbau in besonders wassersparenden Hydrokultur-Anlagen (Hydroponik) sowie für die Aufbereitung organischer Abfälle zu Düngemitteln. Die überschüssige Energie lässt sich für weitere produktive Aktivitäten nutzen, wie zum Beispiel zum Betrieb von elektrischen Geräten oder Mobilfunkanlagen.

Damit sich die technische Auslegung für Haushalte oder Kooperativen eignet, ist das System in einer sehr handlichen Größe konzipiert. Grundsätzlich lassen sich alle Komponenten auch im Großmaßstab für eine kommerzielle Nutzung auslegen.

Das Fraunhofer IGB setzt beim Betrieb des energieautarken Hydroponik-Systems auf lokal verfügbare Ressourcen. Dies betrifft insbesondere die Produktion von Düngemitteln, um den Import teurer mineralischer Dünger zu vermeiden: Aus nährstoffreichen organischen Reststoffen wird mittels biologischer Prozesse eine Nährstofflösung erzeugt. Sie sorgt im hydroponischen System für ein optimales Pflanzenwachstum..

Die Bereitstellung der Energieinfrastruktur übernimmt das Fraunhofer ICT, die robuste und nutzerfreundliche Arduino-Steuerung wird an der Jomo Kenyatta Universität entwickelt.

Die Projektarbeit findet sowohl am Fraunhofer IGB in Deutschland als auch an der Jomo Kenyatta Universität in Nairobi statt.