Forschungsthemen
Auf dieser Seite wollen wir Ihnen einen kleinen Überblick geben über Forschungsthemen, die aktuell an der Professur bearbeitet werden oder bis vor kurzem bearbeitet wurden.
Energy Harvesting – Energieversorgung autarker Kleinsysteme
Schematischer Aufbau einer Brennstoffzelle
Die Automatisierung von Maschinen im industriellen Bereich ist mit dem Einsatz einer Vielzahl von Sensoren verbunden. Augrund des geringeren Aufwandes wird versucht, von drahtgebundenen auf drahtlos arbeitende Sensoren auszuweichen. Für deren möglichst lange und wartungsfreie Betriebsdauer müssen diese Systeme im Energieverbrauch optimiert (Ultra Low Power) und gleichzeitig eine ausreichend große und nutzbare Energiemenge zur Verfügung gestellt werden.
Stand der Technik ist die Energieversorgung durch Batterien oder Akkus, deren Betriebsdauer aber durch eine begrenzte Kapazität, durch Selbstentladungsvorgänge und deren chemische Alterung auf wenige Jahre begrenzt ist. Alternative Energiequellen müssen deswegen in Betracht gezogen werden. Dazu zählen Energiespeicher wie Mikrobrennstoffzellen, die theoretisch größere Energiedichten als herkömmliche Batterien zur Verfügung stellen können oder Supercaps mit hohen Leistungsdichten und einer nahezu unbegrenzten Anzahl an Lade- / Entladezyklen. Weiterhin können so genannte Energy Harvester eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um Geräte, die der Umgebung Energie in Form von z.B. Wärme, Licht oder kinetischer Energie entziehen und in elektrische Energie umwandeln. Solche Wandler sind z.B. Thermogeneratoren, Solarzellen oder Vibrationswandler. Die zu erwartenden Energieausbeuten sind zwar im Allgemeinen sehr gering, mit Hilfe einer geeigneten Dimensionierung und eines optimierten Systems sind längere Einsatzzeiten autarker Sensorsystem aber realisierbar.
