Energie ist überall

Energie ist überall

Energy Harvesting – Eine neue Art der Energiegewinnung

Digitalisierung und Industrie 4.0 haben anspruchsvolle Voraussetzungen. Die dahinterstehende Infrastruktur ist komplex, und der Energiebedarf wächst. Es gibt aber Mittel und Wege, ihn zu decken. Einer davon ist das Energy Harvesting. Wir stellen das Verfahren vor.

Die Idee

Bislang werden elektrische Geräte meist entweder verkabelt oder per Batterie mit Strom versorgt. Verkabelung ist für vernetzte Kleinstgeräte jedoch häufig nicht geeignet. Und Batterien sind je nach Komplexität der Geräte schnell geleert – Sie kennen das aus dem Alltag mit Ihrem Smartphone. Problematisch wird es insbesondere bei Geräten wie Sensoren und Stellantrieben: Bei Wellenmessern auf dem Meer oder den zahllosen Heizkörperstellantrieben großer Gebäudekomplexe kann man nicht so schnell alle Batterien austauschen – der Aufwand wäre gewaltig, ganz abgesehen von der Umweltbelastung. Energy Harvesting geht andere Wege: Hier ernten die vernetzten Geräte die benötigte Energie einfach selbst aus ihrer Umgebung.

Neue Energiequellen

Da es sich beim Energy Harvesting in der Regel um winzige Energiemengen handelt, sind der Phantasie bei den Energiequellen kaum Grenzen gesetzt. Es geht hierbei nicht nur um die Nutzung von Licht: Energy Harvesting erweitert das Spektrum um weitere Quellen wie Umgebungswärme, Schallwellen, Vibrationen und vieles mehr. Diese Energiequellen kann man sich auf unterschiedlichen Wegen nutzbar machen. Für die Wellenenergie gibt es beispielsweise ein Konzept, welches auf ein- und ausströmende Luft in einer pneumatischen Kammer setzt. Durch eine Verbindung zum Meer hebt und senkt sich der Wasserspiegel, und die entstehende Luftbewegung kann durch einen Windgenerator genutzt werden. US-Forscher haben Prototypen entwickelt, die noch weiter gehen: So wurde am MIT eine flexible Antenne entwickelt, die Strom aus WLAN-Strahlung gewinnt. Andere Wissenschaftler arbeiten an Herzschlagmachern, die sich die kinetische Energie des schlagenden Herzens zunutze machen. Sogar Bakterien wurden bereits als mögliche Energiequellen ausgemacht.

Ausblick

Beim Energy Harvesting kommt es in besonders hohem Maße auf Energieeffizienz an. Daher sind die Einsatzmöglichkeiten mit der heutigen Technik begrenzt; es ist beispielsweise nicht damit zu rechnen, dass wir unsere Smartphones durch WLAN-Strahlung aufladen werden. Bisher geht es in der Regel um Anwendungen mit kurzer Einschaltdauer und geringem Standby-Verbrauch, also Sensoren, Schalter und Aktuatoren. Die Forschung konzentriert sich deshalb besonders auf eine Senkung des Energieverbrauchs und effizientere Energiespeicher.

Trotzdem könnte der Markt für Energy Harvesting nach Schätzungen des Marktforschungsinstituts Technovia Insights dieses Jahr auf mehr als 3 Mrd. Euro anwachsen. Es gibt also gute Gründe, das Verfahren im Auge zu behalten.

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