Energy Harvesting - Autarke Energieversorgung

Die Technologie Energy Harvesting

Im Bereich Energy Harvesting entwickeln und untersuchen wir Technologien und Systeme zur Nutzung von Energie aus der Umgebung, um kleine elektronische Verbraucher zu versorgen.

Energy Harvesting macht Kabel zur Stromversorgung oder das Nachladen von Batterien in mobilen Geräten überflüssig. Vibrationen an Geräten, Maschinen oder Bauwerken oder Temperaturunterschiede zwischen Rohren, Leitungen, Heizkörpern oder Ventilen und der Umgebung können genutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Diese elektrische Energie kann direkt zur Versorgung von kleinen elektronischen Systemen genutzt werden.

Wie funktioniert Energy Harvesting?

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Unser Entwickler erklärt Ihnen die Funktionsweise von Energy Harvesting.

Erfahren Sie von unserem Entwickler mehr über unsere Energy Harvesting Lösungen wie dem BlueTEG, einem thermoelektrisch versorgten Funksensor oder einem Vibrationswandler zur Nutzung von Vibrationen und mechanischer Energie. Im modularen, energieautarken Trackingsystem ENTRAS werden diese Energy Harvesting Lösungen genutzt, um eine durchgängige und energieeffiziente Lokalisierung von Waren, Personen und Tieren zu ermöglichen. Dabei kann die Batterie während des Betriebs nachgeladen werden und ein aufwendiger Batteriewechsel ist nicht mehr notwendig.

Arten der Energiegewinnung

Es gibt unterschiedliche Arten elektrische Energie aus der Umgebung zu gewinnen:

 

Thermoelektrische Energieversorgung

Bei der thermoelektrischen Energiegewinnung wird der Temperaturunterschied von einem warmen oder kalten Objekt zur Umgebung genutzt, um elektrische Energie zu gewinnen. Dabei wird der sogenannte Seebeck-Effekt genutzt.

 

Mechanische Energieversorgung

Mechanische Bewegung, Druck oder Schwingungen können mit piezoelektrischen oder induktiven Generatoren in elektrische Spannungen umgewandelt werden um. So können beispielsweise vorhandene Vibrationen an Maschinen oder Motoren genutzt werden, um kleine elektronische Geräte mit Energie zu versorgen.

Energiegewinnung durch Photovoltaik

Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mit Solarzellen. Neben der Energieversorgung von Haushalten mit Solaranlagen können auch kleine Sensoren mit Sonnenenergie versorgt werden. Das vorhandene Licht wird somit genutzt, um elektrische Energie für Kleinverbraucher zu gewinnen.

Unser Leistungsportfolio

Wir bieten Ihnen aktuell folgende Leistungen zur Realisierung von Energieversorgungen an:

  • Technische Beratung
  • Machbarkeits- und Technologiestudien
  • Bewertung und Charakterisierung von Bauelementen und Systemen
  • Forschungs- und Entwicklungsprojekte
  • Prototypen von Powermanagement Schaltungen und Energy Harvesting Systemen
  • Kundenspezifischen Anpassung und Lizenzierung von verfügbaren Komponenten und Modulen

Unsere Kooperationsprojekte auf dem Gebiet Energy Harvesting

 

Ambient IoT

Ambient IoT bezeichnet eine neue Klasse drahtloser IoT-Kommunikation, die Energie aus der Umgebung nutzt. Durch Energy Harvesting werden Kabel zur Stromversorgung oder die Nachladung von Batterien in mobilen Geräten überflüssig.

LoLiPoP-IoT

Langlebige autarke Stromversorgungen für drahtlose Sensoren in IoT-Anwendungen sind Ziel des Chips JU Projekts LoLiPoP IoT. Einsatz finden solche Sensorsysteme in Anwendungen wie Industrie 4.0, Smart Mobility oder Smart City. Sie sorgen für längste Betriebs- und Lebenszeiten bei geringsten Wartungs- und Installationsaufwänden. 

 

Intelligente Schraubverbindung Q-Bo®

Mit der intelligenten Schraubverbindung Q-Bo® wird eine drahtlose, energieautarke Überwachung der Vorspannkraft mit Hilfe eines nachrüstbaren Sensorsystems für DIN-Schrauben möglich.

 

GreenICT

Nachhaltige IoT-Technologien für eine umweltschonende und vernetzte Zukunft ist das Ziel von GreenICT@FMD, einer Forschungsinitiative mehrerer deutscher Forschungsinstitute. Sie arbeiten gemeinsam an Methoden, Benchmarks und Lösungen zur Ressourcen- und Energieeffizienz aktueller und zukünftiger Generationen von Sensorsystemen, IoT- und Mobilfunkkommunikation.

 

EnABLES

Im EU-Projekt EnABLES (European Infrastructure Powering the IoT), ein Förderprojekt im Rahmen des Programms »Horizon 2020« kooperieren zehn namhafte europäische Forschungsinstitute – darunter das Fraunhofer IIS, das Fraunhofer IMS, das IMEC, das CEA und das KIT unter der Leitung des Tyndall National Instituts. Die Institute und Universitäten arbeiten auf dem Gebiet nachhaltiger Mikroenergielösungen für IoT-Anwendungen. Die Vision von EnABLES besteht darin, die Notwendigkeit eines Batteriewechsels zu beseitigen, indem Energy Harvesting Lösungen entwickelt oder Wege gefunden werden, den Stromverbrauch von Geräten zu reduzieren.

Handbook of Energy Harvesting Power Supplies and Applications

Dr. Peter Spies, Markus Pollak und Dr. Loreto Mateu; ISBN-13: 978-9814241861
Verlag: Pan Stanford Publishing Pte Ltd

»This is an ideal book for those wanting to learn more about wireless energy harvesting in general. Its main focus is on power supply design for energy harvesting applications of wireless sensors. It contains a wealth of information that can be used to design energy harvesting circuits and to create ideas for new circuit topologies.« – IEEE Electrical Insulation Magazine