Thermoelektrik als energieautonome Versorgung
Energy Harvesting
Mit Energy Harvesting wird das „Ernten von elektrischer Energie“ aus Vibrationen, Temperaturdifferenzen oder elektromagnetischer Strahlung bezeichnet. Es wird damit genügend Leistung zum Betrieb von elektronischen low-power Systemen, wie z.B. drahtlosen Sensorsystemen oder energie-autarken Armbanduhren erzeugt.
Stehen thermische Energiequellen zur Verfügung, kann der Seebeck-Effekt genutzt werden, um eine elektrische Spannung zu erzeugen. Dabei bewegen sich durch Diffusion am wärmeren Ende eines Leiters Elektronen in Richtung der kälteren Seite. Das entstehende elektrische Feld führt im Leerlauf zu einer Spannung die proportional der angelegten Temperaturdifferenz ist.
THERMOGENERATOREN
In Thermogeneratoren werden eine große Anzahl von p- und n-Halbleitermaterialien (z.B. Bismuttellurid) mit thermoelektrischen Eigenschaften in Reihe geschaltet. Diese erzeugen bei großen Temperaturdifferenzen hohe Leerlaufspannungen. Desweiteren können damit bei hohen zur Verfügung stehenden Wärmemengen große elektrische Leistungen erzielt werden.
ENERGY HARVESTING AUS KÖRPERWÄRME
Der Temperaturunterschied zwischen dem Körper bzw. einer Hand und der Umgebung kann genutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Die Wärme, die vom Körper abgegeben wird, wird von der einen Metallplatte auf das thermoelektrische Material übertragen, während die andere Metallplatte gekühlt wird, um den Temperaturunterschied aufrechtzuerhalten. Dadurch entsteht eine elektrische Spannung, die ausreichend ist um eine Leuchtdiode immer wieder kurzzeitig zu betreiben.
ENERGY HARVESTING AUS WARM- BZW. KALTWASSER
Die Temperaturdifferenz zwischen Warm- und Kaltwasserleitungen ist groß genug, um elektrische Energie im zweistelligen mW-Bereich zu erzeugen. Diese Technologie kann beispielsweise zur Versorgung von drahtlosen Sensoren oder anderen IoT-Geräten genutzt werden, die in der Nähe von Warmwasserleitungen installiert sind.
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