BlueTEG Pipe – Energy Harvesting

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS hat für industrielle Anwendungen den Sensor BlueTEG Pipe mit thermoelektrischer Energieversorgung entwickelt. BlueTEG Pipe nutzt die Temperaturdifferenz zwischen warmen oder kalten Objekten und der Umgebung zur Energiegewinnung. Integriert in ein kompaktes Gebäude, misst der Sensor Werte wie die Umgebungstemperatur oder Beschleunigungsraten und sendet diese via Bluetooth an ein Tablet.

In modernen Produktionsanlagen werden immer mehr Maschinen miteinander vernetzt, damit die einzelnen Prozesse überwacht, abgestimmt und optimiert werden können. Für diese Überwachung bedarf es unterschiedlichster Sensoren, die Werte erfassen und kommunizieren. Die rauhen Umgebungsbedingungen im Umfeld der Produktion machen dabei aber Batteriewechsel oder eine kabelgebundene Energieversorgung oft unmöglich. Ein regelmäßiger Austausch der Batterien erzeugt zusätzlich Wartungskosten, was den Einsatz dieser Sensoren schnell unwirtschaftlich macht.

Für eine autarke Energieversorgung von Industriesensoren

Das Fraunhofer IIS bietet mit Energy-Harvesting-Technologien eine attraktive Lösung als Ersatz für Batterien und kabelgebundener Stromversorgung an. Das BlueTEG Pipe stellt eine regenerative, wartungsfreie und einfach zu installierende Energieversorgung für beliebige drahtlose Sensoren innerhalb der Produktion dar.

Die Technologie: Energy Harvesting

Energy Harvesting nutzt Energie aus der Umwelt wie Wärme, Licht oder Bewegung, um damit kleine elektronische Geräte zu versorgen. Energieautarke, wartungsfreie und kabellose Systeme mit unbegrenzter Betriebs- und Standby-Zeit werden dadurch Realität. So ist auch eine Energieversorgung von Geräten an schwer zugänglichen Orten möglich. Anwendungsgebiete sind z. B. Sensornetzwerke zur Überwachung von Maschinen und Anlagen (Condition Monitoring), Trackingsysteme und Sensoren zur Gebäudeautomatisierung.

• Der Einsatz ist in allen Bereichen der Industrieautomation, der Gebäudeüberwachung oder der körpernahen Sensorik möglich.
• Wichtige Umgebungsdaten wie Temperatur, Luftqualität, Gase, Feuchtigkeit usw. können besonders in Versorgungsräumen einfach ermittelt und per Bluetooth übertragen werden.
  
• BlueTEG Pipe gewinnt seine Energie vollständig über kommerziell verfügbare Thermogeneratoren und ein optimiertes Energiemanagement.
• Bereits geringe Temperaturdifferenzen von 2 Kelvin reichen für eine reibungslose Erfassung und Übertragen der Daten aus.
• Durch den am Fraunhofer IIS entwickelten Spannungswandler wird ein hoher Wirkungsgrad bereits bei kleinsten Temperaturdifferenzen realisiert. So können über 200 Mikrowatt elektrischer Leistung bei einem Temperaturunterschied von gerade einmal 2 Kelvin gewonnen werden.
• Durch optimale thermische und elektrische Auslegung aller Systemkomponenten werden hocheffiziente Anwendungen auf kleinstem Raum realisiert und setzen sich so deutlich vom Stand der Technik ab.

• Zustandsüberwachung (Condition Monitoring)
• Gebäudeautomatisierung
• Logistik und Transport
• Wearables

Anwendungsbeispiel: Condition Monitoring

Condition Monitoring ist ein Verfahren, das in Produktions- und Fertigungsanlagen eingesetzt wird und mit dem Maschinenzustände permanent überwacht und analysiert werden. Mit den Energy Harvesting Technologien vom Fraunhofer IIS können Sensoren zur Erkennung von Verschleiß oder Schädigung an Maschinen autark mit Energie versorgt werden. Besonders an schwer reichbaren Stellen oder bei einer häufigen Erfassung von Daten bietet unser BlueTEG enorme Vorteile gegenüber herkömmlichen Energieversorgungen mit Batterien. Mit einer permanenten Zustandsüberwachung können Sie die Lebens- und Betriebsdauer von Anlagen verlängern und kostspielige Produktionsausfälle vermeiden. Durch den Einsatz von einer autarken Energiequelle erreichen Sie dies ohne größere Installations- und Wartungsaufwände.