MessTec & Sensor Masters Award 2009 für fluidischen Energiewandler

Eine unabhängige Fachjury wählte aus allen Vorschlägen sechs Produkte aus, mit dabei der Fluidische Energiewandler vom Fraunhofer IPA. Dieser wurde am 11. März im Stuttgarter SI-Centrum dem Publikum präsentiert, das ihn anschließend mit dem 2. Platz auszeichnete.

Der Fluidische Energiewandler kann Strom im Mikro- oder Milliwatt-Bereich er­zeugen: Wenn Gas oder Wasser durch die Leitungen fließen, nutzt der Fluidwandler deren kinetische Energie. Damit können sich Sensoren künftig selbst mit Strom versorgen. Solche energieautarke integrierte Sensoren werden für Druckluftanlagen vieler Betriebe gebraucht.

Tritt irgendwo im System ein Leck auf, sinkt der Luftdruck und die Produktion steht still, bis die durchlässige Stelle gefunden ist. Um Kostenausfälle durch Fehler in der Anlage gering zu halten, überwachen Sensoren konstant den Druck. Bisher werden sie mit Batterien ge­speist oder aufwändig technisch verkabelt. An unzugänglichen Stellen können sie allerdings oft nur mit Mühe oder gar nicht angebracht werden. Mit der neuen Technologie lassen sich wartungsarme zyklisch arbeitende Sensoren mit so viel Energie versorgen, dass die Daten ausgelesen und übertragen werden können.

Die fluid-elektrische Wandlung erfolgt innerhalb einer festen Geometrie, durch die das Medium in einer bestimmten Bahn geleitet wird. Dabei wird der konstante Fluidstrom in Oszillation versetzt. Es entsteht eine periodische Druckschwan­kung in den Rückkopplungszweigen, die wiederum an Piezokeramiken gekoppelt wird. „So wandeln wir die fluidische Energie mittels Piezokeramiken in elektrische Energie um“, fasst Dr. Tonner das Prinzip zusammen. Die Thermowandlung ist einfach und kostengünstig. „Der Vorteil ist, dass sowohl Luft als auch Wasser zur Energieerzeugung genutzt werden können. Dazu kommt, dass wir keine beweglichen Teile in unserer Geometrie haben. Die Struktur kann man mit einfachen Verfahren herstellen – das spart Kosten.“

Das neue Verfahren kann überall da eingesetzt werden, wo Flüssigkeiten oder Gase durch feste Geometrien geleitet werden – beispielsweise in Versorgungs­netzen oder in der Medizintechnik. „Unser Ziel ist es, in absehbarer Zeit bisher batteriebetriebene Geräte wie Wasserzähler autark mit Energie zu versorgen, so dass komplett unabhängige Systeme entstehen“, sagt Tonner.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dr. Friedemann Tonner
Telefon: +49 711 970-3743 I E-Mail: friedemann.tonner@ipa.fraunhofer.de