Regentropfen hinterlassen auf einem Solarmodul mehr als nasse Flecken: Jeder Aufprall versetzt die Oberfläche in Schwingung. Diese winzigen Bewegungen können verraten, wie stark es gerade regnet. Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT und das Unternehmen Pan Acoustics haben dafür einen Demonstrator entwickelt und im Freien erprobt.
Das Projekt heißt lokalRAIN. Es soll zusätzliche Messpunkte ermöglichen, die über Funk miteinander verbunden sind. Nach Angaben des Fraunhofer IDMT funktioniert der Ansatz bei leichtem Regen bereits; für stärkere Niederschläge braucht das Team noch weitere Daten. Ein serienreifes Gerät ist der Demonstrator noch nicht.
Vom Tropfen zum Messwert
Das Solarmodul dient als Fläche, auf der die Tropfen auftreffen. Ein Körperschallsensor erfasst die Schwingungen des Materials. Anders als ein Mikrofon, das Luftschall aufnimmt, registriert er Bewegungen im festen Körper. Aus diesen Signalen schätzt ein trainiertes Modell die Niederschlagsintensität, also die Regenmenge bezogen auf die Zeit.
Die Berechnung findet direkt am Messort auf einem sparsamen Mikrocontroller statt. Das ist ein kleiner Rechner für eine bestimmte Aufgabe. Statt die vollständigen Rohdaten zu übertragen, sendet das System die verdichteten Ergebnisse per Funk an eine zentrale Infrastruktur. Dort lassen sich Werte mehrerer Standorte zusammenführen.
Für das Verfahren untersuchten die Forschenden zunächst im Regensimulator unterschiedliche Tropfengrößen und Regenstärken. Sie probierten verschiedene Module, Sensoren und Positionen aus. Anschließend installierten sie drei Messsysteme unter realen Wetterbedingungen in Ilmenau und Wolfenbüttel. Die Daten wurden mit Referenzwerten verknüpft und zum Training und Test des Modells verwendet.
Was die Messwerte bisher zeigen
Im Bereich von zwei bis fünf Millimetern Niederschlag pro Stunde lag die mittlere absolute Abweichung vom Referenzwert laut Fraunhofer bei 1,88 Millimetern pro Stunde. Diese Zahl beschreibt einen Durchschnitt der absoluten Abstände zur Referenz, keine garantierte Höchstabweichung bei jeder einzelnen Messung. Sie gilt für den genannten Intensitätsbereich und die untersuchten Bedingungen.
Das Institut ordnet das Ergebnis für niedrige Intensitäten der Genauigkeitsklasse C der Weltorganisation für Meteorologie zu. Entscheidend ist die Grenze des Versuchs: Für seltenere Starkregenereignisse standen weniger Trainings- und Testdaten zur Verfügung. Das Team möchte deshalb weitere Daten sammeln, bevor es die Leistung bei höheren Intensitäten besser beurteilen kann.
Warum zusätzliche Messpunkte helfen könnten
Ein einzelner Regenmesser beschreibt zunächst den Niederschlag an seinem Standort. Wie stark es einige Straßen weiter regnet, kann anders aussehen. Der Deutsche Wetterdienst beschreibt Niederschlag als räumlich und zeitlich besonders variabel. Die Aussagekraft einer Messung für die Umgebung hängt unter anderem von der Wetterlage und dem Gelände ab.
Mehr verteilte Messpunkte könnten deshalb ein genaueres Bild lokaler Unterschiede liefern. Das Projektteam nennt kommunale Leitstellen, Infrastrukturbetreiber und Landwirtschaft als mögliche Nutzer. Ein dichteres Netz ist allerdings ein Ziel für weitere Anwendungen, keine bereits nachgewiesene flächendeckende Lösung. Das Verfahren soll nach Angaben des Instituts präzise Niederschlagsmessgeräte ergänzen.
In den bisherigen Funkversuchen erreichten die Partner laut Fraunhofer rund vier Kilometer im städtischen Umfeld und mehr als 35 Kilometer bei ländlicher Sichtverbindung. Welche Reichweite an einem konkreten Standort möglich ist, hängt von den Bedingungen ab. Als nächstes suchen die Partner weitere Praxisinstallationen. Für ein serienreifes System müssen unter anderem Gehäuse, Elektronik und Qualitätssicherung weiterentwickelt werden.
Quellen
- Fraunhofer IDMT: Wenn Regentropfen Schwingungen auslösen, 4. November 2026
- Deutscher Wetterdienst: Repräsentanz des synoptischen Beobachtungsnetzes
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