Die Verwendung von autarker Energie zur Nutzung von elektrischen Komponenten ist ein umfassendes Thema und stellt eine große Bandbreite von Anwendungen zur Verfügung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erläuterung von drei Erzeugungsarten und der Darstellung des aktuellen Standes der Technik. Zudem werden dazugehörige praktische Anwendungen aus der Sensorik bearbeitet.
Im Bereich Energy Harvesting werden Systeme zur Nutzung von Energie aus der Umgebung entwickelt und untersucht, um kleine elektronische Verbraucher zu versorgen. Energy Harvesting macht Kabel zur Stromversorgung oder das Nachladen von Batterien mittels Kabel in mobilen Geräten überflüssig. In dieser Arbeit werden deshalb die Grundlagen von Energy Harvestern erörtert, und dazu Anwendungsbeispiele aus drei Bereichen des Energy Harvesting dargestellt. Am Ende dieser Arbeit steht die kritische Reflexion sowie die Zusammenfassung dieser Arbeit.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1 Problemstellung
- 1.2 Zielsystem
- 1.3 Aufbau der Arbeit
- 2. Grundlagen
- 2.1 Übersicht Energiequellen
- 2.2 Seebeck-Effekt
- 2.3 Induktionsgesetz
- 2.4 Piezoeffekt
- 2.5 Photoelektrischer Effekt
- 3. Bearbeitung der Themenstellung / Sensoren und Energy-Harvesting
- 3.1 Thermoelektrische Energieversorgung
- 3.1.1 Aktueller Stand der Technik: Thermoelektrischer Generator
- 3.1.2 Praktische Anwendung aus der Sensorik: Sich selbst versorgender Elektronischer Heizungsregler
- 3.2 Energiegewinnung durch bewegte Materie
- 3.2.1 Aktueller Stand der Technik: Piezoelektrisch und dynamoelektrisch
- 3.2.2 Praktische Anwendung aus der Sensorik: Autarke Funkübertragung von Schaltsignalen ohne Batterie und Kabel
- 3.3 Energiegewinnung durch Photovoltaik
- 3.3.1 Aktueller Stand der Technik: Photoelektrischer Effekt
- 3.3.2 Praktische Anwendung aus der Sensorik: Multi-Sensor-Plattform für Energy Harvesting über Solarzelle
- 4. Schlussbetrachtung
- 4.1 Zusammenfassung
- 4.2 Ausblick
- 4.3 Kritische Auseinandersetzung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit erläutert verschiedene Methoden der Energiegewinnung im Bereich Energy Harvesting und zeigt den aktuellen Stand der Technik in der Sensorik auf. Das Ziel ist es, drei verschiedene Energieerzeugungsarten zu beschreiben und deren praktische Anwendung in der Sensorik zu demonstrieren.
- Thermoelektrische Energieversorgung
- Energiegewinnung durch bewegte Materie
- Energiegewinnung durch Photovoltaik
- Der aktuelle Stand der Technik in jeweiligen Bereichen
- Praktische Anwendungen in der Sensorik
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik der autarken Energieversorgung elektrischer Komponenten ein und beschreibt den Umfang der Arbeit. Es wird die Problemstellung der Energieversorgung mobiler Geräte und Sensoren angesprochen und das Ziel der Arbeit, verschiedene Energieerzeugungsmethoden zu erläutern und deren Anwendung in der Sensorik darzustellen, formuliert. Der Aufbau der Arbeit wird skizziert, der die Erörterung der Grundlagen des Energy Harvesting, die Darstellung von Anwendungsbeispielen aus drei Bereichen und schließlich eine kritische Reflexion umfasst.
2. Grundlagen: Dieses Kapitel liefert einen Überblick über verschiedene Energiequellen für Energy Harvesting Systeme. Es werden verschiedene physikalische Effekte wie der Seebeck-Effekt, das Induktionsgesetz und der Piezoeffekt erklärt und im Kontext der Energiegewinnung eingeordnet. Eine Tabelle fasst die verschiedenen Energiequellen, die zugehörigen physikalischen Effekte, Energiewandler und Praxisbeispiele übersichtlich zusammen. Dieses Kapitel bildet die theoretische Grundlage für das Verständnis der im folgenden Kapitel behandelten Anwendungsbeispiele.
3. Bearbeitung der Themenstellung / Sensoren und Energy-Harvesting: Dieses Kapitel bildet den Kern der Arbeit und befasst sich mit der praktischen Anwendung von Energy Harvesting in der Sensorik. Es werden drei Bereiche detailliert untersucht: thermoelektrische Energieversorgung (inklusive aktueller Technik und Anwendung in einem selbstversorgenden Heizungsregler), Energiegewinnung durch bewegte Materie (mit Fokus auf piezoelektrische und dynamoelektrische Verfahren und der Anwendung in einer autarken Funkübertragung), und schließlich die Energiegewinnung durch Photovoltaik (einschließlich des aktuellen Stands der Technik und der Anwendung in einer Multi-Sensor-Plattform). Jedes Unterkapitel präsentiert aktuelle Technologien und deren konkrete Anwendung in der Sensorik, um die Praxistauglichkeit der verschiedenen Ansätze aufzuzeigen.
Schlüsselwörter
Energy Harvesting, Sensoren, Thermoelektrik, Piezoelektrik, Photovoltaik, autarke Energieversorgung, mobile Geräte, Sensorik, Energiegewinnung, aktuelle Technik, Anwendungsbeispiele.
Häufig gestellte Fragen zu "Energy Harvesting in der Sensorik"
Was ist der Inhalt dieses Dokuments?
Dieses Dokument bietet eine umfassende Übersicht über Energy Harvesting in der Sensorik. Es beinhaltet ein Inhaltsverzeichnis, die Zielsetzung und Themenschwerpunkte, Zusammenfassungen der einzelnen Kapitel und ein Glossar mit Schlüsselbegriffen. Der Fokus liegt auf der Erläuterung verschiedener Methoden der Energiegewinnung (thermoelektrisch, durch bewegte Materie und Photovoltaik) und deren Anwendung in der Sensorik. Aktuelle technische Entwicklungen und konkrete Anwendungsbeispiele werden detailliert beschrieben.
Welche Themen werden im Dokument behandelt?
Das Dokument behandelt folgende Hauptthemen: verschiedene Energiequellen im Energy Harvesting, den Seebeck-Effekt, das Induktionsgesetz, den Piezoeffekt und den photoelektrischen Effekt. Im Kern liegt der Fokus auf drei Anwendungsbereichen: thermoelektrische Energieversorgung (mit Beispiel eines selbstversorgenden Heizungsreglers), Energiegewinnung durch bewegte Materie (mit Beispiel einer autarken Funkübertragung) und Energiegewinnung durch Photovoltaik (mit Beispiel einer Multi-Sensor-Plattform). Der aktuelle Stand der Technik in jedem Bereich wird beleuchtet.
Welche Arten der Energiegewinnung werden beschrieben?
Das Dokument beschreibt drei Hauptarten der Energiegewinnung: Thermoelektrische Energieversorgung (Wärme wird in Elektrizität umgewandelt), Energiegewinnung durch bewegte Materie (z.B. durch Piezoelektrizität oder dynamoelektrische Verfahren) und Energiegewinnung durch Photovoltaik (Sonnenlicht wird in Elektrizität umgewandelt).
Welche Anwendungsbeispiele werden genannt?
Es werden drei konkrete Anwendungsbeispiele vorgestellt: ein sich selbst versorgender elektronischer Heizungsregler (thermoelektrisch), eine autarke Funkübertragung von Schaltsignalen ohne Batterie und Kabel (durch bewegte Materie) und eine Multi-Sensor-Plattform für Energy Harvesting über Solarzelle (Photovoltaik).
Welche physikalischen Effekte werden erklärt?
Das Dokument erklärt den Seebeck-Effekt, das Induktionsgesetz, den Piezoeffekt und den photoelektrischen Effekt – allesamt physikalische Prinzipien, die für verschiedene Methoden des Energy Harvesting relevant sind.
Für wen ist dieses Dokument gedacht?
Dieses Dokument richtet sich an Personen, die sich akademisch mit dem Thema Energy Harvesting und dessen Anwendung in der Sensorik auseinandersetzen möchten. Es dient als Überblicksarbeit und bietet einen strukturierten Einblick in die Thematik.
Wo finde ich weitere Informationen zu den einzelnen Themen?
Das Dokument selbst bietet detaillierte Informationen zu den einzelnen Themen und nennt den aktuellen Stand der Technik. Für vertiefende Recherchen können die im Text genannten Schlüsselbegriffe und die im Inhaltsverzeichnis aufgeführten Kapitel als Ausgangspunkt für weitere Literaturrecherche dienen.
Was ist die Zielsetzung des Dokuments?
Die Zielsetzung des Dokuments ist die Erläuterung verschiedener Methoden der Energiegewinnung im Bereich Energy Harvesting und die Darstellung des aktuellen Stands der Technik in der Sensorik. Das Ziel ist es, drei verschiedene Energieerzeugungsarten zu beschreiben und deren praktische Anwendung in der Sensorik zu demonstrieren.
- Citar trabajo
- Michael Schimann (Autor), 2020, Sensoren und Energy Harvesting. Autarke Energie zur Nutzung in elektronischen Komponenten, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/594017
