Was ist Energy Harvesting?
T?glich sind wir von spannenden Wissenschaftsthemen umgeben. Mit dem Format ?Wissenssnack“ m?chten wir aktuelle wissenschaftliche Themen n?her beleuchten und mit unseren Expert*innen an der dafabet888官网,大发dafa888 Osnabrück zusammen beantworten.
Susanne Lenjer ist wissenschaftliche Mitarbeiterin an der dafabet888官网,大发dafa888 Osnabrück. Im Labor für Physik setzt sie in verschiedenen Versuchen Energy Harvesting ein und bietet Projekte für Studierende zu diesem Thema an.
Wie funktioniert Energy Harvesting?
Energy Harvesting bezeichnet die Gewinnung kleiner Energiemengen aus der Umwelt, um technische Ger?te ohne externe Stromquelle oder Batterien zu betreiben. Dabei wird Energie genutzt, die ohnehin vorhanden ist – zum Beispiel Raumlicht, Abw?rme oder mechanische Vibrationen.
Einige Taschenrechner arbeiten nach diesem Prinzip: Anstelle einer Batterie werden sie durch eine Solarzelle mit Energie versorgt. Die Solarzelle ist in diesem Fall der sogenannte Harvester, der die Energie umwandelt. Für andere Energieformen verwendet man andere Harvester, zum Beispiel thermoelektrische Generatoren für Abw?rme oder Piezoelemente für Vibrationen.
Wo wird Energy Harvesting angewendet?
Energy Harvesting bietet spannende M?glichkeiten in der Medizintechnik: Die Energie des Herzschlags k?nnte genutzt werden, um Herzschrittmacher mit Strom zu versorgen. Blutzuckersensoren oder Insulinpumpen k?nnten ihre Energie aus K?rperw?rme oder Bewegungsenergie beziehen. Auch Mikrobatterien, die mit der Energie aus den im K?rper vorhandenen Elektrolyten gespeist werden, sind denkbar. Das ist aber aktuell noch Zukunftsmusik.
In der Industrie wird Energy Harvesting dagegen schon angewendet. Drahtlose Sensoren, die mittels Energy Harvesting betrieben werden, erm?glichen die ?berwachung von Prozessen ohne zus?tzliche Verkabelung, Batteriewechsel oder Wartung. In vielen F?llen wird bereits Vibrationsenergie von Motoren genutzt, um Sensoren mit Strom zu versorgen, die den Motor überwachen. Auch Abw?rme kommt als Energiequelle h?ufig zum Einsatz.
Welche Herausforderung gibt es beim Energy Harvesting?
Eine zentrale Frage ist, ob tats?chlich Energie gespart wird. Zwar entf?llt die externe Stromversorgung, aber die Herstellung der notwendigen Elektronik selbst ben?tigt auch Energie und Ressourcen. Die Gesamtbilanz h?ngt daher von der jeweiligen Anwendung ab.
Au?erdem ist der Bau von Energy-Harvesting-Systemen komplex und aufwendig: Welche Energie steht zur Verfügung – Licht, Vibrationen oder W?rme? Und wie kann sie am besten geerntet werden? Die Anpassung der Erntemethode an die jeweilige Anwendung erfordert eine sorgf?ltige Abstimmung der Elektronik.
Und schlie?lich soll das System auch dauerhaft funktionieren. Ist die Energiequelle konstant verfügbar, oder muss Energie gespeichert werden? Denn nur wenn das System dauerhaft zuverl?ssig arbeitet, kann sich Energy Harvesting langfristig als effiziente Alternative etablieren.
Energy Harvesting hat aber auch viele Vorteile: weniger Wartung und Batteriewechsel, Langlebigkeit, Kostenersparnis und Nachhaltigkeit. Insbesondere für kleine, autonome Ger?te bietet diese Technologie eine effiziente und umweltfreundliche Energiequelle.
Von: Justine Prüne