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Produktneuheiten

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Energy Harvesting in der Produktion zum Sensorbetrieb nutzen

Nürnberg: Sensoren sind ein wesentlicher Bestandteil für Anwendungen im Industrial
Internet of Things IIoT. Damit diese Sensoren Daten erfassen und übertragen
können, benötigen sie permanent Energie. Das Fraunhofer-Institut für
Integrierte Schaltungen IIS hat speziell für IIoT-Sensoren eine autarke Energieversorgung
entwickelt, die vorhandene Vibrationen beispielsweise von Maschinen
nutzt, um elektrische Energie zu gewinnen. So können diese Sensoren für
die Betriebs- und Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) in der Produktion
eingesetzt werden und benötigen weder Stromkabel noch ständige Batteriewechsel.

Sensoren werden in produzierenden Unternehmen immer stärker eingesetzt. IIoTSystemarchitekturen
sollen die Maschinen, Anlagen und IT-Systeme miteinander vernetzen,
um eine bessere Ressourceneffizienz, Produktivität und Wartung zu erzielen.
Zur Erfassung der notwendigen Daten braucht es smarte Sensoren, die Informationen
per Funk an das Gesamtsystem übertragen. Diese Sensoren benötigen jedoch ausreichend
Energie. Vorteil einer autarken Energieversorgung ist dabei, dass weder ein störendes
Stromkabel noch ein Batteriewechsel notwendig ist.

Autarke Energieversorgung von IIoT-Sensoren mit Energy Harvesting
Mit den Energy-Harvesting-Technologien können Sensoren zur Erkennung von Verschleiß
oder Schädigung an Maschinen im sogenannten Condition Monitoring autark
mit Energie versorgt werden. Besonders an schwer erreichbaren Stellen oder bei einer
häufigen Erfassung von Daten bieten die Technologien des Fraunhofer IIS enorme Vorteile
gegenüber herkömmlichen Energieversorgungen mit Batterien. Mit der extrem effizienten
Powermanagement-Elektronik vom Fraunhofer IIS lassen sich kleinste Ströme
oder Spannungen vom Vibrations- oder Thermowandler nutzbar machen. Vorhandene
Vibrationen und Temperaturunterschiede an Produktionsanlagen werden dadurch zur
Energiegewinnung von Sensoren genutzt. Somit lassen sich Maschinenzustände permanent
und wartungsfrei überwachen und analysieren.

Neu entwickelter Vibrationswandler des Fraunhofer IIS
Bereits kleinste Beschleunigungen von 100 mg reichen aus, um so viel elektrische Energie
zu generieren, dass mehrere Sensoren damit versorgt werden können und eine sekündliche
Datenübertragung zu einem IT-System stattfinden kann. Das Fraunhofer IIS
hat sich auf die Entwicklung von hocheffizienten Powermanagement-Systemen und
Energieversorgungen sowie kompletten Mikrosystemen spezialisiert. Die entwickelten
Spannungswandler und Maximum Power Point Tracker können mit minimalsten Spannungen
und Strömen arbeiten und sind so in der Lage, kleinste Mengen an mechanischer
oder thermischer Energie aus der Umgebung zu nutzen und zu speichern. Durch
eine optimale mechanische und elektrische Auslegung aller Systemkomponenten werden
hocheffiziente Anwendungen auf kleinstem Raum realisiert und setzen sich so
durch geringsten Installations- und Wartungsaufwand deutlich vom Stand der Technik
ab.

Leitung Unternehmenskommunikation
Thoralf Dietz | Telefon +49 9131 776-1630 | thoralf.dietz@iis.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS |
Am Wolfsmantel 33 | 91058 Erlangen | www.iis.fraunhofer.de
Redaktion
Dr.-Ing. Peter Spies | Telefon +49 911 58061-3310 | peter.spies@iis.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
| www.iis.fraunhofer.de/energyharvesting

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