Energieautarke Elektronik im Lüftungskanal

In modernen Gebäuden ist die Klimatisierung eine anspruchsvolle Aufgabe. Gerade in grossen Gebäuden ist die Verkabelung von Sensoren und Aktuatoren aufwändig und teuer.

Am InES wurde ein energieautarkes, drahtloses Embedded System für Lüftungskanäle entwickelt. Es misst Temperatur, Windgeschwindigkeit, Druck und Luftfeuchtigkeit. Die Sensordaten werden per Funk übertragen. Die benötigte elektrische Energie wird direkt aus dem Luftstrom gewonnen. Der entwickelte Harvester arbeitet nahezu unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, die Ausgangsleistung nahezu konstant. Ab einer Geschwindigkeit von 1,25 m/s steht genug elektrische Energie zur Verfügung, um zusätzlich zum Embedded System einen Stellmotor zu betreiben.

Der entwickelte Prototyp wurde  in einem Windkanal getestet. Experimentelle Ergebnisse zeigen das Potenzial für Anwendungen auf. Die gewonnene Energie reicht aus, um in regelmässigen Abständen Daten zu messen, zu verarbeiten und zu senden. Auch bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten steht genügend Energie zur Verfügung, um einen Motor anzutreiben. So kann eine Lüftungsklappe zur Regulierung der Klimaanlage eingestellt werden.

Das System arbeitet vollständig drahtlos. Der Installations- und Wartungsaufwand reduziert sich auf ein Minimum. Darüber hinaus ist das System auf Langlebigkeit und Verschmutzungsresistenz ausgelegt. Anwendungen in anderen Fluiden wären ebenfalls möglich.