3.7 Elektrische Energie
207
Abb. 3.61 Detail eines rotierenden Schrittmotors; oben: fester Teil, unten: beweglicher Teil; ©
Sarajlic et al. [478]
3.7.1 Energieerzeugung
Bei Geräten, die mit den Stromnetz verbunden sind, ist elektrische Energie relativ
leicht verfügbar. Bei allen anderen Geräten muss die Energie mit anderen Techniken
bereit gestellt werden. Insbesondere trifft dieses auf Sensornetzwerke zu, wo die
Energie eine besonders knappe Ressource ist.
Batterien speichern Energie in Form von chemischer Energie. Ihre wesentliche
Einschränkung ist, dass sie dorthin getragen werden müssen, wo die Energie gebraucht wird. Wenn wir diese Einschränkung vermeiden wollen, dann müssen wir
Energie „ernten” (im Englischen als energy harvesting oder energy scavenging bezeichnet). Es gibt sehr viele Techniken, Energie zu ernten [575, 569], aber die Menge
an erreichbarer Energie ist typischerweise sehr begrenzt:
• Photovoltaik ermöglicht die Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Die
Umwandlung basiert üblicherweise auf dem photovoltaischen Effekt von Halbleitern. Abb. 3.62 zeigt Beispiele.
• Der piezoelektrische Effekt kann benutzt werden, um mechanische Verformung
in elektrische Energie zu wandeln. Piezoelektrische Zünder nutzen diesen Effekt.
• Thermoelektrische Generatoren (TEGs) erzeugen elektrische Energie beim
Vorliegen von Temperaturgradienten. Mit ihnen kann z.B. die Wärme des menschlichen Körpers für die Energieerzeugung genutzt werden.
207
Abb. 3.61 Detail eines rotierenden Schrittmotors; oben: fester Teil, unten: beweglicher Teil; ©
Sarajlic et al. [478]
3.7.1 Energieerzeugung
Bei Geräten, die mit den Stromnetz verbunden sind, ist elektrische Energie relativ
leicht verfügbar. Bei allen anderen Geräten muss die Energie mit anderen Techniken
bereit gestellt werden. Insbesondere trifft dieses auf Sensornetzwerke zu, wo die
Energie eine besonders knappe Ressource ist.
Batterien speichern Energie in Form von chemischer Energie. Ihre wesentliche
Einschränkung ist, dass sie dorthin getragen werden müssen, wo die Energie gebraucht wird. Wenn wir diese Einschränkung vermeiden wollen, dann müssen wir
Energie „ernten” (im Englischen als energy harvesting oder energy scavenging bezeichnet). Es gibt sehr viele Techniken, Energie zu ernten [575, 569], aber die Menge
an erreichbarer Energie ist typischerweise sehr begrenzt:
• Photovoltaik ermöglicht die Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Die
Umwandlung basiert üblicherweise auf dem photovoltaischen Effekt von Halbleitern. Abb. 3.62 zeigt Beispiele.
• Der piezoelektrische Effekt kann benutzt werden, um mechanische Verformung
in elektrische Energie zu wandeln. Piezoelektrische Zünder nutzen diesen Effekt.
• Thermoelektrische Generatoren (TEGs) erzeugen elektrische Energie beim
Vorliegen von Temperaturgradienten. Mit ihnen kann z.B. die Wärme des menschlichen Körpers für die Energieerzeugung genutzt werden.