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Smarte Energie fürs Smart Building: Ausgabe 17/2020, 21.10.2020

Energy Harvesting als optimaler Energielieferant für Sensoren

Das Internet der Dinge (IoT) hält Einzug in Häuser und Wohnungen, Bürogebäude, Flughäfen und Krankenhäuser. Funkbasierte Beleuchtungs-, Heizungs- und Sicherheitssysteme sowie neuartige Dienste sorgen für mehr Komfort, effizientere und bessere Gebäudeservices und geringeren Energieverbrauch. Die Energieversorgung der Sensoren stammt meist aus Batterien, was aus mehreren Gründen nicht optimal ist. Eine attraktive Alternative bietet Energy Harvesting.

Autor: Kerstin Naser, Product Sales Manager Wireless bei Rutronik, und Jürgen Baryla, Vice President Sales, bei EnOcean

Bilder: EnOcean

Der Erfolg der batteriebetriebenen Funksensoren und -controller kommt nicht von ungefähr, denn sie bieten einige Vorteile: Da sie unabhängig sind von Kabeln und Steckdosen, lassen sie sich überall platzieren und flexibel zwischen Räumen bewegen. Doch ihre Energie steht nicht endlos zur Verfügung. Ist die Batterie leer, haben Privatanwender im besten Fall das richtige Modell zu Hause oder müssen es erst noch besorgen. Bei grösseren Anlagen müssen Facility Manager die Beschaffung und den Austausch der Batterien planen und durchführen. Hier – wie auch im industriellen Einsatz – ist es durchaus eine Herausforderung, die vielen Batterien zu überwachen und präventiv oder bei Bedarf sofort auszutauschen.

Mit dem Lithium ist es so eine Sache ...
Ein anderer Aspekt ist die Umweltbelastung: Schätzungen zufolge sind in einigen Jahren zehn Billionen IoT-Funksensoren in Betrieb. Für dieselbe Anzahl an Batterien ist eine Million Tonnen Lithium nötig – das entspricht der Fördermenge von zehn Jahren. Doch selbst wenn das verfügbare Lithium ausreichen würde, bringt dessen Abbau erhebliche Umweltbelastungen mit sich. Und bislang gibt es kein Recyclingverfahren, mit dem sich genügend reines Lithium für die Wiederverwendung in Batterien gewinnen lässt. Gleiches gilt für andere giftige Schwermetalle in Batterien, wie Quecksilber, Blei, Cadmium und Nickel.

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Energy Harvesting erzeugt die Energie aus Bewegung, Temperatur und Licht.