ENERGY HARVESTING: ENERGIE AUS DER SYSTEMUMGEBUNG

„Energie da ernten, wo sie bisher in Systemen brach lag. Warum gibt es noch keine Uhr, die vom eigenen Puls getrieben wird? Warum gibt es keine Türenscharniere, die Energie für die Alarmanlage liefern, warum keine Aufzüge, die für die Klimaanlage Energie liefern? Alles, was sich in der Systemanwendung sowieso bewegen muss, was Temperatur Unterschiede im Betrieb ausweist, was Lichtunterschiede erzeugt, Strömungen herstellt, was also Potenzialunterschiede liefert, kann für die Energieerzeugung in der Anwendung ausgenutzt werden. Das Thema ist nicht neu – aber die Technologien sind heute auf einem so hohen Niveau, dass man sich fragt, warum es nicht hier noch mehr Anwendungen in den Produktmärkten gibt. Da sieht es in China schon anders aus.“ So begrüßte der Vorsitzende des Innovationsnetzwerks, Armin Frank, mehr als 40 Teilnehmer, die aus der Region zu diesem Netzwerktreffen mit Wissenschaft und Wirtschaft gekommen waren.

Energy Harvesting hat eine Vielzahl von Anwendungen

Bernd Folkmer stellte die aktuellen Ergebnisse der eigenen Forschung und Entwicklung im Hahn-Schickard Institut VS zum Thema vor und erläuterte mögliche Wege einer Kooperation mit Unternehmen unter Einbeziehung relevanter Förderungsprogramme. Prof. Mescheder zeigte eine umsetzungsreife Entwicklung aus der Hochschule Furtwangen, die den Effekt von Peltier-Elementen ausnutzt. 

Stefan Schwamberger von PMDM GmbH präsentierte ein neues elektronisch geregeltes Heizungsventil, das mit Energy Harvesting versorgt, weder Batterie noch Zuleitungen benötigt und so leicht nachgerüstet werden kann. Markus Rehm vom Ingenieurbüro Rehm demonstrierte drahtlose Übertragung von Energie, die auch bei Elektromobilität eingesetzt werden kann. Dr. Thorsten Hehn vom Hahn-Schickard Institut Freiburg präsentierte eine Anwendung für die Schifffahrt und zeigte einen sich selbst-zuschnürenden Schuh. Martin Zimmermann von VISENSO GmbH führte eine 3D Visualisierung für ein Training von Energy Harvesting vor. So verschieden die gezeigten Anwendungen von Energy Harvesting in dieser Veranstaltung waren, zeigten sie doch alle die ihnen gemeinsame Notwendigkeit der ganzheitlichen Betrachtung bei der Umsetzung im System. 

Forschungs- und Entwicklungsdienstleister von mikrotechnischen Komponenten und Systemen haben Zukunft

Fakt ist: Der Wunsch nach eingebetteten, intelligenten Systemen mit Sensor- /Aktor-Funktionen ist in der Industrie sehr hoch. Entwicklungen in der Thematik Internet of Things und die damit verbundenen sehr dynamischen Veränderungsprozesse in den Bereichen Industrie 4.0, Smart Energy, Smart Buildings und Wearables führen zu einem schnell wachsenden Bedarf an Sensorik zur Sicherstellung der Nachhaltigkeit von Prozessen und Diensten: z.B. autonome Prozessführung, Predictive Maintenance, Smart Metering, u.v.m. Zentral ist immer die Frage nach einer dauerhaft wartungsfreien Energieversorgung. 

Durch die Entwicklung dieser kleinsten Generatoren, die ihre Energie aus der direkten Systemumgebung schöpfen, wird  interessierten Anwendern eine neue Klasse von kleinsten, anwendungstauglichen, energieautarken Sensoren und Systemen (self sustained sensors) ermöglicht. Hahn-Schickard, Villingen-Schwenningen, entwickelt gemeinsam mit seinen Partnern Mikro-Energie-Generatoren zur Nutzung von Maschinenschwingungen, Stößen und Schock für die elektrische Versorgung von drahtlosen Sensorsystemen. Das Institut zählt zu den führenden Forschungs- und Entwicklungsdienstleistern von mikrotechnischen Komponenten und Systemen und verfügt über eine langjährige Erfahrung in der Zusammenarbeit mit meist mittelständischen Unternehmen unterschiedlichster Branchen.