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Ein Ohrenwackeln als Energiequelle

Kleine Bewegungen von Tieren können genug Energie für kleine Sensoren und Chips liefern. Solche Energie-Ernter skalierbar und nachhaltig zu machen, daran arbeiten die HTW und Wälzlagertechnik Dresden derzeit. Foto: Heiko Weckbrodt

Kleine Bewegungen von Tieren können genug Energie für kleine Sensoren und Chips liefern. Solche Energie-Ernter skalierbar und nachhaltig zu machen, daran arbeiten die HTW und Wälzlagertechnik Dresden derzeit. Foto: Heiko Weckbrodt

Dresdner Ingenieure wollen Strom für Sensoren und Chips aus den Bewegungen von Tier, Mensch und Maschinen gewinnen

Dresden, 4. Juli 2024. Damit Überwachungs-Sensoren in Windkrafträdern und anderen Maschinen, aber auch Ortungs-Chips von Kühen oder digital aufgerüstete Kleider keine Stromanschlüsse oder Akkus mehr brauchen, sondern sich über Jahre hinweg selbst mit Energie versorgen, arbeiten Dresdner Ingenieure derzeit an einer neuen Generation von Energieerntern. Diese „skalierbaren nachhaltigen autonomen Elektroenergieerzeugungssysteme“ („Snaps“) sollen beispielsweise aus den Bewegungen Mensch und Tier oder kleinen Maschinen-Vibrationen Strom gewinnen und leicht leicht ausbaubar sein, so dass sie auch bei Bedarf größere Energiemengen liefern können. Das geht aus einer Mitteilung der „Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden“ (HTWD) hervor, die gemeinsam mit der Wälzlagertechnik Dresden an solchen „Scalable Sustainable Self-Sufficient Power-Supply Systems“ (S³PS) arbeitet.

Elektronik regelt Mini-Elektrogenerator

Ziel seien besonders nachhaltige und effiziente Energie-Ernter, „die vor Ort vorhandene mechanische Energie, beispielsweise aus den Bewegungen von Menschen oder Tieren oder der Vibration von Maschinen, in elektrische Energie umwandeln“, erklärt Prof. Lutz Göhler vom HTWD-Institut für Angewandte Elektronik. Im Inneren wandele ein kleiner elektromagnetischer Generator die Umfeld-Bewegungen in Strom um. Diesen Generator wollen die Ingenieure mit spezieller Abstimm-Elektronik koppeln. „Die Elektronik sorgt einerseits dafür, dass der Generator mit höchstmöglichem Wirkungsgrad betrieben wird, andererseits passt sie die vom Generator bereitgestellte Spannung an die Erfordernisse des angeschlossenen Verbrauchers an.“

Systeme sollen besonders nachhaltig und ausbaufähig sein

Dabei wollen die Forscher ihre Energieernter von Anfang an so konstruieren, dass sie leicht skalierbar, also ausbaufähig sind. Damit sollen autonome Stromversorger von wenigen Zentimetern, aber auch mehreren Dezimetern Größe möglich werden. Dabei wollen sich die HTWD-Wissenschaftler auch auf Vorbereitungen des Unternehmens „Wälzlagertechnik GmbH Dresden“ stützen, das bereits einige Demonstratoren für autarke Energieversorgungssysteme entwickelt hat. Die Partner aus der Wirtschaft hoffen, durch eine skalierbare Lösung neue Produktlinien aufbauen zu können.

Bessere Umweltbilanz als beim Akku versprochen

Ein besonderer Fokus liegt dabei auch auf dem sparsamen Einsatz von Ressourcen und auf Kreislauf-Prinzipien: „Weil sie eine lange Lebensdauer haben und für ihre Herstellung deutlich weniger Rohstoffe benötigt werden als für herkömmliche Akkus oder Batterien, sind die Systeme nicht nur autark, sondern auch nachhaltig“, betont das HTWD-Team. „Zudem lassen sich die Rohstoffe am Ende der Einsatzzeit günstig zurückgewinnen.“ Die Ergebnisse sollen bis 2027 vorliegen.

Autor: Oiger

Quellen: HTW Dresden, Projektdatenbank, Oiger-Archiv, Wikipedia

Repro: Oiger, Original: Madeleine Arndt