Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energiepotenzial analysieren

02.05.2012
Sensoren, Funksender und GPS-Module haben einen geringen Stromverbrauch. Wenige Milliwatt genügen für ihren Betrieb. Energie aus der Umwelt – etwa aus Temperaturunterschieden, Licht oder Vibrationen – kann den Bedarf möglicherweise decken. Ob das Energiepotenzial ausreicht, ermittelt ein neuartiges Messgerät.

Mit hoher Geschwindigkeit rast der Güterzug durch die Landschaft, die Waggons rattern über die Gleise. Unsanft werden sie hin- und hergeschüttelt. Je unebener die Schienen, desto stärker fallen die Stöße aus. Diese Vibrationen liefern Energie, mit der sich elektronische Kleingeräte aufladen lassen: Beispielsweise erhalten Sensoren, die die Kühltemperatur überwachen oder GPS-Empfänger, die die Position der Waren orten, auf diese Weise Strom.


Forscher befestigen den Datenlogger an einem Container. © Fraunhofer IIS

Vibrationen ersetzen Batterie
Energy Harvesting nennen Experten die zugrunde liegende Technologie, bei der aus alltäglichen Quellen wie Temperatur- und Druckunterschieden, Luftströmungen, mechanischen Bewegungen oder Vibrationen Energie gewonnen wird. Doch reicht diese tatsächlich aus, um elektronische Mikrosysteme zu versorgen? Auskunft darüber gibt der Datenlogger des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS, der ebenfalls mit an Bord ist. Dieses kompakte System analysiert und charakterisiert das nutzbare Energiepotenzial, in diesem Fall die bei der Fahrt erzeugten Schwingungen. Es misst entscheidende Parameter der Vibrationsquelle wie beispielsweise Amplitude und Frequenzspektrum der Beschleunigung. »Mit den gewonnenen Daten lassen sich Vibrationswandler wie etwa piezoelektrische Generatoren so auslegen, dass sie Sensoren, Funksendeempfänger, Tracking-Systeme und andere Kleingeräte mit geringem Stromverbrauch mit ausreichend Energie versorgen«, erläutert Dr.-Ing. Peter Spies, Gruppenleiter am IIS. »Bisherige Tracking-Systeme funktionieren nur mit Batterie. Diese müssen jedoch immer wieder ausgewechselt werden, was sehr aufwändig und kostspielig ist. Durch Energy Harvesting können wir Batterien und Kabel ersetzen«. Nicht nur Logistikprozesse lassen sich so unterstützen, die »abgeerntete« Energie kann für viele Anwendungen genutzt werden – etwa um Pulsmesser, Sensoren in Waschmaschinen und Produktionsanlagen oder Messsysteme in Autos, die den Reifendruck prüfen, aufzuladen.

Bestandteile des Datenloggers sind ein Beschleunigungssensor, ein GPS-Modul, ein Mikrocontroller, eine SD-Karte sowie eine WLAN-Schnittstelle. Der Sensor misst die Beschleunigung des Güterzugs in drei Achsen. Parallel dazu ermittelt das GPS-Modul die Position des Fahrzeugs und speichert die Daten zusammen mit den Beschleunigungswerten auf der SD-Karte. Anhand dieser Parameter lässt sich die Geschwindigkeit des Zugs und die zur Verfügung stehende Energiemenge bestimmen. »Wir können den Energiewandler dann optimal auf die Anwendung abstimmen«, sagt der Forscher.

Der Datenlogger ist bereits in Güterwaggons, Lkws und Maschinenanlagen im Einsatz. Derzeit entwickeln Spies und sein Team ein komplettes Tracking-System, das neben GSM-Modul und GPS-Empfänger einen Vibrationswandler umfasst, der mechanische in elektrische Energie konvertiert. Einen Prototyp des Datenloggers zeigen die Forscher vom IIS auf der Messe Sensor+Test 2012 vom 22. bis 24. Mai in Nürnberg in Halle 12, Stand 202.

Dr.-Ing. Peter Spies | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/mai/energiepotenzial-analysieren.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Infrarotkamera für die Metallindustrie bis 2000 °C
28.04.2017 | Optris GmbH

nachricht ZMP 2017 – Latenzzeitmesseinrichtung für moderne elektronische Zähler
27.04.2017 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie