Unter Energy Harvesting versteht man die Nutzung von Energie, die in der Umgebung, in der ein Bauteil eingesetzt wird, vorhanden ist. Übliche Harvester sind Solarzellen, die Lichtenergie für elektrische Anwendungen nutzen. Der Energy Harvester des ISIT verwendet integrierte Mikromagnete, um ein piezoelektrisches Element mechanisch anzuregen. Dadurch wird eine elektrische Spannung erzeugt.
- Es kann ein breites Spektrum an mechanischen Anregungsfrequenzen sowie mechanische Stöße verwendet werden.
- Neben Vibrationen können auch Drehbewegungen zur Anregung genutzt werden. Magnete am rotierenden Bauteil regen die integrierten Magnete des Harvesters an. Dabei kann die Erregungsfrequenz unabhängig von der Drehfrequenz gewählt werden.
- Der Harvester kann elektromagnetische Strahlung nutzen. So kann beispielsweise eine Wake-up-Elektronik realisiert werden, die ohne Stand-by-Strom arbeitet.
- Durch die magnetische Kraftkopplung wird keine seismische Masse benötigt. Dies ermöglicht eine extrem kompakte Bauweise, was zu einer vergleichsweise hohen Leistung pro Bauteilfläche führt.
Das Leitprojekt ZEPOWEL, kurz für Towards Zero Power Electronics, wurde von den Projektteilnehmern im Zeitraum von 2017 bis 2021 realisiert. Insgesamt waren neun Fraunhofer-Standorte beteiligt.
Das Fraunhofer-Leitprojekt arbeitet derzeit an der Entwicklung extrem energieeffizienter und modularer Hardware für verschiedene "Internet of Things" (IoT)-Anwendungen. Das Fraunhofer ISIT entwickelt in dem Projekt einen breitbandigen "Energy Harvester" zur Umwandlung von mechanischer und magnetischer Umgebungsenergie in nutzbare elektrische Energie.
Für viele Sensoranwendungen ist neben der Erfassung und Übertragung von Messdaten auch der energieautarke Betrieb von enormer Bedeutung. Das ISIT in Itzehoe entwickelt einen piezoelektrischen MEMS-"Energy Harvester" speziell für Anwendungsbereiche, die eine Versorgung über Stromkabel oder den Austausch von Batterien nicht zulassen.
Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie