Energieautarke Sensoren machen Jets sicherer

Ein Konsortium unter der Federführung von EADS hat mit der Entwicklung von energieautarken Überwachungssensoren begonnen, die im Betrieb weder Kabel noch Batterien benötigen. Die beteiligten Wissenschafter zeigen sich zuversichtlich, mit der neuen Sensortechnik Beulen oder Risse in Flugzeughüllen rechtzeitig und zuverlässig aufspüren zu können.

Das Fraunhofer Institut für physikalische Messtechnik (IPM) befasst sich im Rahmen des Forschungsprojekts mit der Entwicklung thermoelektrischer Generatoren für eine entsprechende Stromversorgung und baute schon einen ersten Prototypen.

Strom fließt wegen Temperaturgefälle

Die eingesetzten Generatoren nutzen den Umstand, dass thermoelektrische Halbleiter Stoffe sind, bei denen ein Temperaturunterschied eine elektrische Spannung hervorruft. Werden viele thermoelektrische Elemente hintereinander geschaltet, reicht die Energie, um kleine Sensoren zu betreiben. Die Wissenschafter machen sich bei Flugzeugen die Differenz zwischen der bis minus 50 Grad kühlen Außenluft und der wohltemperierten Fahrgastkabine zunutze. So werden Flugzeughersteller die Leichtsensoren letztlich im Abstand von wenigen Metern fix in die Jethülle integrieren können.

Die Entwicklung möglichst effizienter Thermogeneratoren mit ausreichendem Wirkungsgrad in einem Bereich von mehr als 0,1 Prozent bei Raumtemperaturanwendungen sowie die Optimierung des Wärmeflusses sind als zentrale technische Herausforderungen anzusehen, sagt Dirk Ebling, Wissenschafter am Fraunhofer IPM, im Gespräch mit pressetext. Gelingt es, einen entsprechenden Wirkungsgrad zu erzielen, müssen die Generatoren so zwischen warmer und kalter Seite eingekoppelt werden, dass stets genügend Wärme durchgeleitet wird.

Zahlreiche Anwendungsszenarien denkbar

„Für energieautarke Sensoren ergibt sich ein weites Feld potenzieller Einsatzgebiete. Angefangen bei der strukturellen Sicherheitsüberwachung von Flugzeughüllen und Bauwerken wie Brücken über Anwendungen in der Klimatisierung von Altbauten bis hin zur Telemedizin oder Waren- und Transportverfolgung ergeben sich zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten“, so der Experte weiter. Überall dort, wo sich der Einsatz von Batterien als problematisch herausstellt, kämen energieautarke Helfer in Frage.

In drei Jahren möchte das Projektkonsortium rund um EADS einen Prototyp des gesamten Systems bestehend aus Sensor, Generator, Energiespeicher, Ladeelektronik und Funkmodul entwickelt haben. Das Sensorsystem birgt hohes Unfallvermeidungspotenzial in sich. Wann es in Serienfertigung geht, ist jedoch noch nicht absehbar. Angesichts eines Fassungsvermögens von bis zu 850 Passagieren pro Großflugzeug (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/090919002/) scheint die frühestmögliche Marktreife jedoch mehr als erstrebenswert.