Energy Harvesting: Kleine Quelle – Große Wirkung

Wir nutzen regenerative Energiequellen aus der Umgebung, um kleine elektronische Verbraucher zu versorgen.

Energy Harvesting

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 Lizensierung von verfügbaren Komponenten und Modulen

Unsere Kooperationsprojekte auf dem Gebiet Energy Harvesting

microMole

Projektziel ist ein autonomes Kontrollsystem zu entwickeln, das mit höchster Empfindlichkeit und Selektivität geringste Mengen bestimmter chemischer Substanzen in Abwässern erkennt.

Eine zentrale Anforderung an ein autonom arbeitendes Sensorsystem ist ein äußerst geringer Energieverbrauch. Für die Energieversorgung dieses Sensorsystems hat das Fraunhofer IIS einen optimierten thermoelektrischen Generator entwickelt.

EnSO

Das EU-Projekt Energy for Smart Objects (EnSO) liefert neuartige Mikroenergiequellen für das Internet der Dinge. Es zielt auf ein breites Spektrum innovativer elektronischer Objekte ab, die autonom, intelligent, vernetzt und sicher sein werden.

Um dieses Ziel zu erreichen, deckt das Projekt eine große Bandbreite an einzigartigen Entwicklungen ab: Modernste Mikrobatterien, verschiedene Generationen von Energy Harvesting Systemen, Batterie- und Powermanagementelektronik und intelligente Integration dieser Bausteine, um einen adäquaten Formfaktor zu erreichen.

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