Was ist Energy Harvesting eigentlich genau?

Ganz allgemein beschreibt Energy Harvesting die Möglichkeit, Energie zu ernten. Aus Licht, Bewegung oder Temperaturunterschieden, lassen sich dabei bereits kleinste Strommengen gewinnen, die dann mobile Elektronik, Sensoren oder medizinische Implantate mit Strom versorgen.

Physikalische Effekte ermöglichen das Energy Harvesting

Voraussetzungen für das Energy Harvesting sind bestimmte physikalische Gegebenheiten, wie der photo-, piezo- oder thermoelektrische Effekt. Der photoelektrische Effekt gewinnt elektrische Energie aus der Elektronenwanderung zwischen zwei Halbleitern. Freigesetzt werden sie durch die Bestrahlung mit Licht. Der photoelektrische Effekt ist auch die Grundlage für die moderne Photovoltaik, also die Gewinnung von Strom aus der Sonne.

Auch der piezoelektrische Effekt dient dem Energy Harvesting. Dabei lässt sich Energie aus der Verformung sogenannter Piezokristalle gewinnen. Wirkt auf diese eine Kraft, verlagern sich die positiven und negativen Ladungsschwerpunkte und es entsteht eine elektrische Spannung. Im Alltag kommt das unter anderem in elektronischen Feuerzeugen zum Einsatz. Durch kurzzeitigen Druck auf den Kristall entsteht dabei ein Funke zwischen zwei Kontakten, der eine Flamme entzündet.

Der thermoelektrische Effekt, der nach seinem Entdecker auch Seeback-Effekt genannt wird, nutzt Temperaturunterschiede in verschiedenen Materialien zum Energy Harvesting. In der Praxis versorgt dieser Effekt häufig mikroelektrische Bauteile wie Sensoren mit Strom.

In den folgenden Abschnitten stellen wir Ihnen drei spannende Entwicklungen aus dem Bereich des Energy Harvesting vor.

Strom erzeugen durch Laufen und Joggen

Beim Laufen übertragen unsere Schuhe bei jedem Schritt Energie auf die Straße. Unser gesamtes Körpergewicht fällt dabei immer wieder auf die Sohle. Forscher des Fraunhofer-Institutes für photonische Mikrosysteme (IPMS) haben einen Energiewandler entwickelt, der diesen regelmäßigen Druck nutzt, um Strom zu erzeugen.

Möglich ist das über den piezoelektrischen Effekt. Im Vergleich zu herkömmlichen Piezoelementen verwenden die Forscher allerdings dielektrische Polymerfilme, die Energie effizienter wandeln und sich für das Energy Harvesting gut in Schuhsohlen integrieren lassen.

Mehr Informationen dazu finden Sie hier: http://bit.ly/1TNcYim

Energy Harvesting: Strom von der Solar-Straße

Wären alle Straßen in den USA mit Solarpaneelen bedeckt, könnten diesen den dreifachen Strombedarf des ganzen Landes decken. Große Stromtrassen wären überflüssig und auch die Energiewende wäre kein Problem. Was sich nach der Lösung für die Energieprobleme unserer Welt anhört, wird in der Realität noch etwas auf sich warten lassen.

Mit einem Radweg in den Niederlanden oder einem Parkplatz in den USA sind die ersten Meter dieser Technologie jedoch schon heute im Einsatz. Der durch den photoelektrischen Effekt gewonnene Strom lässt sich dabei direkt zur Eisfreihaltung im Winter, zur Beleuchtung der Straße oder zum frühzeitigen Warnen vor Hindernissen nutzen.

Mehr Informationen zur Energy Harvesting Technik finden Sie hier: http://bit.ly/1YZjW3m

Mit Kraft-Stoff Strom vom eigenen Körper gewinnen

Jeder von uns gibt über seinen Körper kontinuierlich Wärme an die Umwelt ab. Forscher der Wake Forest Universität in North Carolina (USA) haben einen Stoff entwickelt, der diese Abwärme nutzt, um über den thermoelektrischen Effekt Strom zu erzeugen. Das „Power-Felt“ genannte Material ist dabei ein echter Kraft-Stoff und ideal für das Energy Harvesting.

Im Jahr 2013 hat auch der Mobilfunk-Anbieter Vodafone eine ähnliche Innovation getestet. Auf einem Festival in England wurden dabei Hosen und Schlafsäcke mit einem ähnlichen Materiale verteilt, die zum Beispiel Smartphones allein durch die Energie der Körperwärme wieder aufladen konnten.

Mehr Informationen dazu finden Sie hier: http://bit.ly/1RkvwpQ

 

Auch wenn es noch etwas dauert, bis die Energy Harvesting Entwicklungen tatsächlich in der Praxis ankommen, sind die Aussichten und Möglichkeiten mehr als interessant.

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