Was ist Energy Harvesting?

Unter dem Begriff “Energy Harvesting” versammeln sich Verfahren, die kleine Mengen elektrischer Energie aus Bewegungen, Wärme oder Licht erzeugen und speichern.

Das Prinzip von Energy Harvesting wurde bereits bei Windmühlen und Segelschiffen erfolgreich eingesetzt. Hier wurde die Energie direkt aus der Umgebung genutzt. Heute geht es eher um den Einsatz drahtloser Sensoren und die Nutzung sparsamer Funkverfahren.

Energy Harvesting beschränkt sich aber nicht auf Solarenergie. Elektromagnetische Wellen durch Kunstlicht und Elektrosmog können ebenso angezapft werden. Auch die Wärme von Maschinen, Heizungen und dem menschlichen Körper, sowie mechanische Energie aus Reibung und Vibration, Druck sind denkbare Energiequellen.

Micro-Energy-Harvesting

Micro-Energy-Harvesting (MEH) ist die Bezeichnung für eine Technik, mit der kleine elektronische Geräte die benötigte Energie selbst gewinnen können. Das hört sich stark nach Utopie und ferne Zukunft an. Doch Solarzellen dienten bereits in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts als Energiequelle für einfache Taschenrechner. Bis heute hat sich daran nichts geändert.

Ab dem 1. September dürfen wegen einer EU-Verordnung keine 100-Watt-Glühbirnen mehr verkauft werden. Nächstes Jahr folgt das Verkaufsverbot für 75-Watt-Glühbirnen , 2011 die 60-Watt-Glühbirnen und 2012 40- und 25-Watt-Glühbirnen. Grund für die Verkaufsverbote sind Energieeffizienz- und Klimaschutzziele.

Baumärkte haben deswegen bereits verstärkte Einkäufe bei 100-Watt-Glühbirnen festgestellt. Der Tagesspiegel berichtet bereits von Hamsterkäufen.

Neuerdings gibt es kabellose Aufladegeräte für einige elektronische Geräte. Sie basieren auf der Energieübertragung per magnetischer Induktion. Eine Senderspule im Ladegerät überträgt elektromagnetische Energie zur Empfängerspule im aufzuladenden Gerät. Beide Spulen müssen über die gleiche Resonanzfrequenz verfügen. Zum Austausch des richtigen Ladestroms und dem Ladezustand kommunizieren Empfänger und Sender über RFID. Das Ladegerät ist mit dem Stromnetz verbunden und kann mehrere Geräte gleichzeitig aufladen.

Eine andere Art der kabellosen Stromübertragung funktioniert auf Basis optischer Energie. Ein Powmitter wandelt die elektrische Energie in optische Energie um. Die Energie wird als Infrarotsignal zum Empfänger gesendet. Ein Powceiver wandelt die optische Energie in elektrischen Strom um. Das funktioniert wie bei einer Solarzelle.

Medizinelektronik steht für miniaturisierte Elektronik und minimalem Energiebedarf. In Zukunft wird es hier enorme Entwicklungen geben.

Die Verbindung aus fortschreitender Miniaturisierung in der Elektronik und der geringe Energieverbrauch führt zu leistungsfähigen kleinen mobilen Geräten, wie Handys und MP3-Player. In der Medizin sind bereits tragbare Geräte, wie Blutdruckmesser im Einsatz. In Zukunft sollen Geräte zur Diagnose und Behandlung von Diabetes, Bluthochdruck, Atemwegserkrankungen oder Fettleibigkeit folgen.

Insbesondere Tele-Health-Konzepte, das bedeutet, die Beobachtung chronisch Kranker aus dem Krankenhaus nach Hause zu verlagern, werden immer interessanter. Insbesondere weil man sich davon Potenziale bei der Einsparung von Kosten im Gesundheitswesen erhofft.

Der Arzt soll in Zukunft Medizinische Daten über die Protokollierung eines tragbaren Geräts in die Krankenakte eingespeist bekommen.

Das es in Schaltschränken warm wird und die warme Luft aus dem Gehäuse befördert werden muss, das leuchtet ein. Es gibt aber auch Schaltschrank-Heizungen, die extra dafür sorgen, dass es in Schaltschränken warm wird ober warm bleibt. Das hört sich absolut unlogisch an, da es doch aufgrund der Elektronik in einem Schaltschrank automatisch warm wird.

Doch es gibt Situationen und Anwendungsfälle, wo Schaltschränke beheizt werden müssen, damit die Elektronik im Innern keinen Schaden nimmt.

Für Elektronische Komponenten sind Temperaturschwankungen bzw. –veränderungen gefährlich. Insbesondere dann, wenn sie in Verbindung mit relativ hoher Luftfeuchtigkeit auftreten. Wird der elektrische Verbraucher abgestellt, sinkt die Innentemperatur der Schaltanlage langsam auf die Umgebungstemperatur ab und unterschreitet dabei den Taupunkt. Das Ergebnis hierbei ist die Bildung von Kondenswasser. Entsteht oder sammelt sich das Kondenswasser an elektronischen Bauteilen oder auf Platinen, dann führt das zu Korrosionen, Funktionsstörungen, Kurzschlüssen bis hin zum Ausfall der Elektronik.

Schaltschränke, die sich in Außenanlagen befinden, und Temperaturschwankungen unterliegen, macht eine Schaltschrank-Heizung also durchaus Sinn.

Mehr Informationen über Schaltschrank-Heizungen gibt es im Experten-Bericht der Firma MBI GmbH.