Der Mann hinter der intelligenten Schraubverbindung: Dr. Peter Spies

5. Mai 2022 | Porträt von Dr. Peter Spies, Experte für Integrierte Energieversorgungen

Seit 1998 forscht Peter Spies am Fraunhofer IIS am Thema Energieversorgung von Kommunikationssystemen. Wie sein Schaffen ihn von energieeffizienten Funksystemen zu intelligenten Schrauben geführt hat und was die Technologie in seinen Augen so wirtschaftlich, nachhaltig und sicher macht, erfahren Sie hier.

Mit Schraubverbindungen verbindet Peter Spies keine lange Historie – aber ein anderes Thema beschäftigt ihn seit dem Beginn seiner Karriere am Fraunhofer IIS.

»Ich konzentriere mich auf Energieeffizienz. Seit ich bei Fraunhofer bin, arbeite ich daran, die Energieversorgung von Kommunikationssystemen effizienter zu gestalten.«

Peters Forschung führte ihn schnell zu Energy Harvesting, einer Technologie, die er schon seit mehr als 20 Jahren maßgeblich mitentwickelt. Energy Harvesting ist die nachhaltige Methode zur Gewinnung elektrischer Energie aus Umweltenergie. Als »grüne« Alternative zu Batterien und eine drahtlose Möglichkeit der Stromgewinnung setzte er dieses Verfahren zunächst für die Energieversorgung von Funksystemen ein – der Kontakt mit anderen Fraunhofer-Projekten brachte ihn jedoch auf die Idee, die Technologien in einer intelligenten Schraubverbindung zusammenzuführen.

»Ich habe von einer Sensor-Technologie gehört, bei der eine Schraube in Kombination mit einem Temperatursensor die Temperatur in einem Rohr erfasst. Da dachte ich mir: Könnte man nicht Energie aus den ohnehin warmen Schrauben gewinnen und diese Energie für die Übertragung der Messdaten nutzen?«

 

 

Peter Spies hält die intelligente Schraubverbindung in der Hand.
© Fraunhofer IIS
Zum ersten Mal hält Peter Spies die intelligente Schraubverbindung am Technologiekompass selbst in der Hand.

Die Schraube wird intelligent

Andererseits hat er sich an seine Kollegin Saskia Biehl vom Fraunhofer IST erinnert, die eine Sensorschicht für Unterlegscheiben entwickelt hat, um damit die Vorspannkraft einer Schraubverbindung zu erfassen. Damit lag die Kombination von Energy Harvesting in der Schraube und einer Unterlegscheibe nahe. Insgesamt besteht das Kernteam dieses Projekts aus 15 Forschern und Forscherinnen von vier unterschiedlichen Fraunhofer-Instituten – dem Fraunhofer IIS, dem Fraunhofer IST, dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und dem Fraunhofer-Institut für Angewandte und Intergierte Sicherheit AISEC. Eine Kooperation mit so vielen Personen von unterschiedlichen Instituten könnte eine große Herausforderung darstellen, doch Peter Spies sieht das anders. Er empfindet die Zusammenarbeit mit den Kollegen und Kolleginnen an anderen Fraunhofer-Instituten als eine wirkliche Bereicherung.

»Dass so viele Leute an dieser Technologie interessiert sind und dafür brennen, sie weiterzuentwickeln, finde ich großartig und sehr motivierend.«

 

Peter Spies prüft, wie die intelligente Schraubverbindung funktioniert.
© Fraunhofer IIS
Die Schraubverbindung funktioniert – und die Begeisterung und Freude von Peter Spies ist groß.

Die intelligente Schraubverbindung in Aktion

Die Kollaboration mit dem Team bereitet ihm am meisten Spaß – und auch der Zusammenhalt des Projektteams hat in den Phasen des Projekts, als nicht klar war, ob wir die Technologie soweit entwickeln können, das sie ohne die Veränderung der eigentlichen Schraube funktioniert. Ausdauer, Zielstrebigkeit und eine andauernde Neubewertung der Möglichkeiten und Projektziele haben Peter Spies jedoch schlussendlich zu seinem persönlichen Highlight geführt: Am Technologiekompass 2021, einer Veranstaltungsreihe des Bereichs Lokalisierung und Vernetzung am Fraunhofer IIS, konnte er endlich die intelligenten Schrauben selbst anfassen und sogar mit einem Drehmomentschlüssel anziehen.

»Die Technologie, an der wir seit Jahren arbeiten, endlich in Aktion zu sehen und selbst in der Hand zu halten – das war ein unglaublich gutes Gefühl.«

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