Energy Harvesting im Bereich gedruckte Elektronik

Gedruckter thermoelektrischer Generator.
© Fraunhofer IFAM

Gedruckter thermoelektrischer Generator.

Gedruckter TEG auf Chip (in Koop. mit DFKI GmbH).
© Fraunhofer IFAM

Gedruckter TEG auf Chip (in Koop. mit DFKI GmbH).

Viele Anlagen, Arbeitsgeräte und Fahrzeuge beinhalten heutzutage zur Erhöhung der Zuverlässigkeit Sensorsysteme oder komplexe Sensor-Aktor-Systeme. Die Versorgung dieser Systeme mit elektrischer Energie stellt insbesondere aufgrund der kompakten Bauweise oft eine große Herausforderung dar. Durch Energiegewinnung (Energy Harvesting) aus der direkten Umgebung von Bauteilen, z. B. aus Sonnenlicht, (Ab-)Wärme oder Vibration, können kleinere Bauteile wie Sensoren mit der entsprechenden Energie versorgt werden. Somit kann eine autarke Funktionsweise elektronischer Bauteile gewährleistet werden. Durch die entfallende Verkabelung ist der Einsatz in engen Bauräumen möglich und neue Konstruktionsansätze denkbar.

Die enge Vernetzung unserer Kompetenzen in der gedruckten Elektronik, den gesputterten Dünnschichten und den funktionalen Kompositen erschließt moderne Ansätze für die Herstellung flexibler und maßgeschneiderter Energy Harvesting-Lösungen. Hierbei liegt der Fokus unserer Arbeit vor allem auf der Entwicklung neuer Materialien und deren Einsatz in technischen Anwendungen. Dabei wird das Ziel verfolgt, die über ein Energy Harvesting zu gewinnende Energie zu maximieren und gleichzeitig den Energieverbrauch der Anwendung zu minimieren.

Da sich sowohl gedruckte thermoelektrische Generatoren (TEGs) als auch gedruckte Piezoelemente exakt an die jeweiligen technischen Oberflächen anpassen lassen, kann eine höhere Energieausbeute erzielt werden. In Kombination mit der drahtlosen Signalübertragung lassen sich auch schwer zugängliche Bauteile und Komponenten überwachen.