Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ChocoLaTE fondue-to-go: Akkuwärme bringt Schokolade zum Schmelzen

24.09.2013
Ein Forscherteam der TU Dortmund zeigt neue Wege auf, wie Akkulaufzeiten ohne Einschränkung des Nutzungsverhaltens verlängert werden können.

Hierfür ist das Team um Prof. Christian Wietfeld vom Lehrstuhl für Kommunikationsnetze der TU Dortmund im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereichs (SFB) 876 den Ursachen für die begrenzten Akkulaufzeiten auf den Grund gegangen. Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse in einem anschaulichen Experiment, dem ChocoLaTE fondue-to-go, auf Video dokumentiert.

Die neue Mobilfunktechnik LTE (Long Term Evolution) lädt aufgrund der hohen Datenraten dazu ein, auch große Datenmengen mobil zu übertragen und auf Multimediadaten, beispielsweise hochauflösende Videos, über das Smartphone zuzugreifen. Wenngleich sich die Nutzer von Smartphones in den letzten Jahren bereits daran gewöhnt haben, den Akku ihres Geräts nachts nachzuladen, wird bei der intensiven Verwendung von LTE das Ladegerät in Zukunft auch im Büro oder dem Auto sehr viel häufiger zur Anwendung kommen müssen. Denn unter ungünstigen Bedingungen kann der LTE-Smartphone-Akku schon nach deutlich weniger als zwei Stunden leer sein. Bei LTE-Nutzern der ersten Stunde ist daher die begrenzte Akkulaufzeit ein derzeit heiß diskutiertes Thema.

In dem Dortmunder Laborexperiment wird die von einem unter extremen Bedingungen betriebenen LTE-Datenstick abgegebene Wärme zum Schmelzen von Schokolade verwendet. Denn wenn das LTE-Funknetz große Datenmengen übertragen muss und das Endgerät gleichzeitig keine gute Verbindung zur nächsten Basisstation hat, schaltet die LTE-Hardware um in einen „Vollgas“-Modus. In diesem Zustand wird trotz der sehr begrenzten Sendeleistung der Akku stark belastet und dabei viel Abwärme erzeugt.

Dies ist vergleichbar mit einer Glühbirne, bei der ein Großteil der Leistungsaufnahme als Wärmeenergie verloren geht. Nach 45 Minuten des Dauerbetriebs im Versuchsnetz mit maximaler Datenrate entsteht so viel Wärme, dass sich die Schokolade als ChocaLaTE-fondue-to-go genießen lässt (siehe Abbildung 1/ siehe link 1: Video).

Aber es geht auch anders: „Durch die optimierte Wahl der LTE Systemparameter kann die Energieeffizienz bereits für die heute existierende Hardware deutlich erhöht werden. Und dies führt insbesondere bei schlechten Funkverbindungen zu einer überproportionalen Optimierung der Leistungsaufnahme“, erklärt Prof. Wietfeld. „Unsere Forschungsarbeiten zielen darauf ab, die Akkulaufzeit von LTE-fähigen Endgeräten mit Hilfe intelligenter Zuweisung der Funkkanäle deutlich zu verlängern. Dabei spielt die Anpassung an die jeweilige Umgebung in Kombination mit dem Nutzungsverhalten, wissenschaftlich als Kontext bezeichnet, eine wesentliche Rolle.

Befindet sich ein Nutzer an einem Ort mit einer z.B. durch benachbarte Gebäude gestörten Verbindung zur Basisstation, kann mit der vorgeschlagenen Optimierung der Funkkanalparameter ein Gewinn von bis zu 75 Prozent erzielt werden. Etwa 25 Prozent können alleine durch geeignete Wahl des Frequenzbandes gewonnen werden.“ Für das oben angesprochene Experiment bedeutet dies, dass die Abwärme nicht mehr ausreicht, um die Schokolade zu schmelzen (siehe Abbildung 2). Der Akku hält entsprechend länger durch.

Die von Prof. Wietfeld und seinen Mitarbeitern erforschten Optimierungen des LTE-Systems sind ein wichtiger Beitrag zum DFG-Sonderforschungsbereich 876, in dem sich an der TU Dortmund über 60 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit der Analyse von großen Datenmengen unter Ressourcenbeschränkungen beschäftigen. „Die Ressource Energie spielt eine entscheidende Rolle in jedem batteriebetriebenen, eingebetteten Sensorsystem, beispielsweise für neuartige, mobile Atemanalysespektrometer, wie sie in Zukunft für die Gesundheitsvorsorge zum Einsatz kommen können“, erläutert Prof. Katharina Morik, die Sprecherin des Sonderforschungsbereiches.

Morik: „Durch die übergreifende und enge Zusammenarbeit von Forscherinnen und Forschern der Informatik, Elektrotechnik, Physik und weiteren Disziplinen gelingt es, ganz neue, verteilte Datenanalysealgorithmen in ressourceneffizienter Form umzusetzen. Damit leistet der SFB einen Beitrag dazu in Verkehr, Logistik und Medizin mit kleinsten Geräten komplexe Daten zu analysieren, was bisher nur auf Großrechnern denkbar war.“

Kontakt für Rückfragen:
LTE Energieeffizienz, Projekt A4
Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
Fakultät für Elektro- und Informationstechnik
TU Dortmund
Telefon: 0231-755 4515
E-Mail: christian.wietfeld@tu-dortmund.de
Sonderforschungsbereich SFB 876: Verfügbarkeit von Information durch Analyse unter Ressourcenbeschränkung
Sprecherin Prof. Dr. Katharina Morik
Lehrstuhl für Künstliche Intelligenz
Fakultät für Informatik
TU Dortmund
Telefon: 0231-755 5101
E-Mail: katharina.morik@tu-dortmund.de
Weitere Informationen:
http://www.kn.e-technik.tu-dortmund.de/forschung/699pressemitteilung-schoko-fondue?lang=de
http://www.cni.tu-dortmund.de
http://www.sfb876.tu-dortmund.de/index.html

Angelika Mikus | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dortmund.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht „BioFlexRobot“: Weiche Gelenke machen Roboter sicherer
29.05.2017 | Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

nachricht Geräteschutzschalter erfüllt NEC Class 2
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

New insights into the ancestors of all complex life

29.05.2017 | Earth Sciences

New photocatalyst speeds up the conversion of carbon dioxide into chemical resources

29.05.2017 | Life Sciences

NASA's SDO sees partial eclipse in space

29.05.2017 | Physics and Astronomy