Onderzoekers van Siemens hebben een kleine machine ontwikkeld die op een effic-iënte manier mechanische energie kan omzetten in elektrische energie. De mini-elektriciteitscentrale, ook bekend als Energy Harves-ter, is bovendien robuust. Laboratoriumtesten van het prototype van de Energy Harvester zijn met succes afgerond.
Sensoren met een dergelijke energievoorziening zouden informatie kunnen opnemen en draadloos vanuit diverse locaties over verscheepte containers en de conditie van de vracht versturen. Een andere mogelijke toepassing is het automatische bewaken van industriële installaties die moeilijk toeganke-lijk zijn.
Massa-veer-systeem
De technologie maakt gebruik van een massa-veer-systeem, dat maar een paar centimeter lang is. Het zet bewegingen met verschillende frequenties en amplitudes om in elektrische energie met een vermogen van enkele mW. De beschikbare mechanische energie, zoals uit trillingen van een motor of andere oscillaties, kan efficiënter worden gebruikt dan tot nog toe het geval was.
De beschikbare systemen kunnen alleen worden toegepast voor gebruik in kleine frequentie- en amplitudegebieden. Bovendien moeten deze gebieden van tevoren nauwkeurig worden gedefinieerd. Dankzij het werk van de onderzoekers is deze technologie nu geschikt voor een breder gebied van toepassingen.
Piëzo-elektrisch
De Energy Harvester gebruikt pakketten van piëzo-elektrisch materiaal, dat Siemens in de jaren negentig mede heeft ontwikkeld voor hoogwaardige precisieaansturing van injectoren voor voertuigen. Dit piëzo-elektrisch keramisch materiaal zet uit als er een elektrische spanning wordt aangelegd, en omgekeerd. Als er een mechanische spanning op wordt gezet, wekt het elektriciteit op. Dit effect is gebruikt bij de Energy Harvester.
Het opmerkelijke aan het ontwerp van de Energy Harvester is, dat de resonantiefrequentie van het massa-veersysteem zichzelf aanpast aan een variabele frequentie van de aanwezige beweging door de verandering van de veerstijfheid. Dit heeft twee voordelen. Ten eerste kan het systeem gebruik maken van kleine bewegingen om energie op te wekken. Ten tweede begrenst de veerstijfheid van het systeem de indrukking, zodat het systeem niet wordt beschadigd door plotselinge veranderingen.
