Energy Harvesting

Informationsportal für

Energy Harvesting

Mit Energy Harvesting (wörtlich: Energie-Ernten) wird die Gewinnung von elektrischer Energie in kleinen Mengen aus dem Umfeld elektronischer Geräte für deren Betrieb bezeichnet.

Weitere englische Begriffe dafür sind Power Harvesting und Energy Scavenging (wörtlich: Plünderung). Der Begriff Ambient Energy Harvesting macht deutlich, dass es sich um Energie aus der Umgebung des Geräts handelt.

Sie finden hier eine Sammlung von Fachinformationen zum Thema Energy Harvesting. Zu folgenden Themen werden weiterführende Links aufgelistet:
Funksensorsysteme, batterielose Funksysteme, Wireless Sensor Networks (WSN), Sensornetze, Energie aus der Umwelt, Energieautarke Systeme, Thermoelektrische Wandler, Thermoelektrischer Generator (TEG), Seebeck-Effekt, Piezo-Effekt, Elektrostatische Wandler, Elektrodynamische Wandler, Energie aus Funksignalen, RF Harvesting, Indoor-Solar, Solar Powered Sensor Networks, Micro Energy Harvesting.

Neu aufgenommene Informationen sind grün hinterlegt.

Als Leiter des Labors für Prozeßdatenverarbeitung der Hochschule Reutlingen habe ich dieses Informationsportal im Januar 2010 eröffnet. Viele Links stammen aus dieser Zeit.
Im Sommer 2012 startete meine Seite www.low-power-wireless.de.
Seit 2015 bin ich im Ruhestand, aber weiterhin auf beiden Gebieten - Energy Harvesting und Low-Power Wireless - aktiv. Meinen aktuellen Arbeitsschwerpunkt bilden Low-Power-Funksensoren, die mit den Energiequellen Vibration, Luftströmung oder Funkwellen versorgt werden.

Diese Seite wurde ursprünglich mit dem Programm Frontpage entwickelt und erfüllt daher leider nicht heutige Design-Anforderungen.

21. September 2017
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schwager

Information about

Energy Harvesting

We are presenting some links to

informations on new developments in the area of Energy Harvesting.

	Energiequelle		Physikalischer Effekt	Energiewandler	Praxisbeispiele	Links
	Bewegte Materie
01		Rotation	Induktionsgesetz	Dreh-Generator	Welle, Räder, Drehschwingungen	01-Rot
02a		Linearbewegung	Induktionsgesetz	Linear-Generator	Lichtschalter	02a-Lin
02b		Linearbewegung	Triboelektrischer Effekt (Reibungselektrizität)	Verschiedene Versuchsaufbauten	Reibung bzw. Kontakt von Körpern aus Metallen und Kunststoffen	02b-Lin
03		Vibration / Stoss	Elektrostatischer Effekt	Kondensator	Maschinen, Motoren, Fahrgestelle, Brücken, Lichtschalter	03-Estat
04		Vibration / Stoss	Piezoeffekt	Kristall		04-Piezo
05a		Vibration / Stoss	Induktionsgesetz	Mikro-Generator		05-Inda
05b		Vibration /Stoss	Reverse electrowetting (umgekehrte Elektrobenetzung), Flüssigkeit zwischen zwei Elektroden		Generator in einem Schuh	05b-Reverse
06		Strömungen	Turbine und neue nichtrotierende Elemente		Nutzung von Windenergie mit und ohne Rotor	06-Fluid
07	Licht		Photoelektrischer Effekt	Solarzelle	Outdoor-Sensoren, Indoor-Sensoren für Büros oder Industriehallen	07-PV
08	Wärmeströmung		Seebeck-Effekt	Thermogenerator	Motoren, Maschinen, Menschen, Tiere	08-TEG
09a	Temperaturänderung		Pyroelektrischer Effekt	Kristall		09a-Pyr
09b	Temperaturänderung		Materialausdehnung treibt Dynamo an			09b-Dyn
10	Vorhandene Funkwellen		Antennen	Funkempfänger	WLAN, GSM, andere Sender	10-Rad
11	Bereitgestellte Funkwellen		Antennen, Induktive Kopplung	Funkempfänger, Spulen	Sensoren an Robotern	11-Trans
12	Schall		Induktionsgesetz	el. dyn. Mikrofon
13	Biologische Prozesse		-

Meyer, Angela: Energie-Sammler - Kostenlose Stromversorgung per Energy Harvesting. Fachbeitrag auf der Internetseite des Heise-Verlags, 21.08.2009.		Strba, Atilla: Embedded systems with limited power resources. Whitepaper on the website of Enocean. January 2009
Bindel, Axel und Tonner, Friedemann: Energie-autarke Funksensornetze. Artikel im Bereich Fachwissen/Feldebene auf der Internetseite elektroniknet.de.
Wallaschek, Jörg: Energy Harvesting - Grundlagen und Praxis energieautarker Systeme, Tagungsbeitrag vom Nov. 2007 auf der Internetseite der Universität Hannover.
Schwager, Jürgen: Energy Harvesting - Kosten senken durch batterielosen Betrieb. Technik in Bayern (Zeitschrift des VDI Bayern und VDE Bayern), Heft 6/2010, S. 6-7.

Folkmer, Bernd: Energiegewinnung aus Vibration - Elektrostatische Mikrogeneratoren. Anwendungsbericht des Instituts für Mikro- und Informationstechnik in Villingen-Schwenningen (HSG-IMIT), April 2013.		Folkmer, Bernd: Energy Harvesting from Vibrations - Electrostatic Micro-Generators. Application Report of the Institut fuer Mikro- und Informationstechnik in Villingen-Schwenningen, Germany (HSG-IMIT), April 2013.
Eine Beschreibung des Prinzips ist in den Folien 7 und 8 eines Übersichtsvortrags "Energy Harvesting" eines ungenannten Autors der TU Chemnitz zu finden.
Rainer Klüthig berichtet in der Stuttgarter Zeitung vom 26.7.2013 über Forschungsarbeiten der Robert Bosch GmbH, in denen über das (im Artikel nicht so bezeichnete) elektrostatische Prinzip die Energie von Meereswellen in elektrischen Strom umgewandelt werden soll.

- : Wartungsfreie, nachhaltige Energiequelle besteht Feldtest in Shell-Raffinerie - Thermoharvester nutzt Abwärme zur Versorgung industrieller Funksensoren. Pressemitteilung der Firma Micropelt, Freiburg, vom 31. März 2010		Böttner, H. et al: New high density micro structured thermogenerators for stand alone sensor systems. Whitepaper, published 2007, on the website of Micropelt, Freiburg, Germany.
- : Strom aus Reibungswärme (eines Lagers, Anm. der Red.) versorgt Funksensorik zur Zustandsüberwachung - Energieautark auf der Welle. Pressemitteilung der Firma Micropelt, Freiburg, vom 26. Mai 2009		- : Micropelt Infinite Wireless Power Supply Field-Tested At Dutch Refinery - Thermoharvester Uses Waste Heat To Power Wireless Industrial Sensors. Press Release on the website of Micropelt, Freiburg, Germany, 31 March 2010.
Habbe, Burkhard: Energie aus Abwärme. Computer&Automation, Heft 6/2010, S. 62...64		Snyder, G. Jeffrey: Small Thermoelectric Generators. The Electrochemical Society, Interface, Fall 2008, P. 54-56 (There is a good schematic drawing of a TEG in Fig.1 of this paper).

Graham-Rowe, Duncan: Ein Handy, das sich selbst auflädt. Fachbeitrag auf der Internetseite des Heise-Verlags, 10.06.2009.		Ostaffe, Harry: RF Energy Harvesting Enables Wireless Sensor Networks. Article on the website of sensorsmag, 13. Oct. 2009. The author is Director of Marketing and Business Development at Powercast Corp., Pittsburgh, PA.
		Ostaffe, Harry: Practical Applications of RF Energy Harvesting. Presentation on the website of Powercast Corp. including examples of the amount of harvested energy.
		RF-Powered Wireless Sensors. Blog provided by the Powercast Corp. with many links to articles (including a video about the Airnergy WiFi Energy Harvester presented by RCA in Las Vegas Jan. 2010)
		Ostaffe, Harry: Design Considerations for RF Energy Harvesting Devices. Presentation (held on Sensors Expo 2010) on the website of Powercast Corp.

Saße, Dörte: Effizienter Stromgenerator für mobile Geräte nutzt Luftballon-Effekt. Heise-online-news vom 5. März 2014
Löfken, Jan Oliver: Outdoor-Strom - Kugelkraftwerk als mobile Steckdose. Wissenschaft-aktuell vom 12. Aug. 2013

Melzer, Rene: Nokia-Patent: Akkus durch Bewegung aufladen. Bericht auf der Internetseite areamobile.de. 08.03.2010		Kasyap, Anurag: Energy Harvesting Powered Wireless Sensor Node and Asset Tracking Solutions in Random Vibration Environments. Whitepaper on the website of AdaptivEnergy LLC, April 2009.
		Cass, Richard et.al.: Clean Energy Through Ceramics. Whitepaper, linked on the website of Advanced Cerametrics, Inc., April 2008.

- : Schuhsohlen liefern künftig Strom für Handys. Die Welt, 24.08.11		Krupenkin, T. & Taylor, J.A. Reverse electrowetting as a new approach to high-power energy harvesting. Nat. Commun. 2:448 doi: 10.1038 / ncomms1454 (2011).
		Lopes, Lara: Energy-harvesting technology can charge your phone while you walk. Interesting Engineering, 16.3.2016.

WISA - Wireless Interface für Sensoren und Aktoren, FAQ. Handbuch auf der Internetseite von ABB. Im Abschnitt G3: Drahtlose Stromversorgung WISA-POWER. Juli 2006.		Steigmann, Richard und Endresen, Jan: Introduction to WISA - Wireless Interface for Sensors and Actuators, V2.0, Whitepaper on the website of ABB, July 2006
Pagel, Norman: WISA - Wireless Interface for Sensors and Actuators. Seminarvortrag "Eingebettete drahtlose Systeme" an der BTU Cottbus. 2008		Robson, David: Unplugged: Goodbye cables, hello energy beams. Article on the website of newscientist. 08. Feb. 2010. (with many comments)
		Hubregt J. Visser et.al.: Rectenna demonstrators at holst centre / imec and eindhoven university of technology. Paper presented in 2015, 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP). „The circuit, combined with a rectifier and 6dBi antenna is expected to deliver 60mW of power, during 40ms, every 2 minutes up to 10m from the source.“

Kanoun, Olfa, Wallaschek, Jörg (Hrsg): Energy Harvesting - Grundlagen und Praxis energieautarker Systeme. Expert-Verlag, 2008.		Priya, Shashank; Inman, Daniel J. (Eds.): Energy Harvesting Technologies. Springer, 2009.
Dembowski, Klaus: Energy Harvesting für die Mikroelektronik. VDE-Verlag 2011. Dieses Buch bringt sehr viele Praxisbeispiele für Mikroelektronik (Energiespeicher, Spannungswandler, Mikrocontroller, Funksysteme), die man für den Aufbau von drahtlosen Sensorsystemen verwenden kann. Die Energiewandler (Harvester) nehmen zwar nur einen kleinen Teil des Buches ein, doch diese Kombination ist für Praktiker sehr nützlich.		Otis, Brian; Rabaey, Jan: Ultra-Low Power Wireless Technologies for Sensor Networks. Springer US, 2007.
		Daniel Minoli, Kazem Sohraby, Taieb Znati: Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications. John Wiley & Sons, 2007.