Von der Forschungs- und Entwicklungsphase in die Anwendungen

Energy Harvesting statt Batterien

Wer über Energy Harvesting redet, hat dabei meist größere Systeme im Sinn, in denen die Harvesting-Einheiten nur ein, wenn auch ein wesentliches Element bilden. Typische Beispiele sind RFID und drahtlose Sensornetzwerke. Wer auf solche Systeme setzt, der muss an mehreren Fronten kämpfen: Die Harvester selber sind verbesserungsbedürftig und die drahtlose Übertragung wirft in der Praxis noch viele Fragen auf. Das betrifft nicht nur die reine Technik – etwa die verlässliche Übertragung der Daten – sondern auch die Datensicherheit auf unterschiedlichen Ebenen: Welcher Schutz besteht gegen Hacker-Angriffe und gegen das unerwünschte Auslesen sensibler Daten?

Und selbst wenn all diese Fragen geklärt werden, gilt es immer noch, die potenziellen Anwender zu überzeugen. Da sieht Sam McClintock, Senior Programm Manager von Northrop Grunman, noch einen weiten Weg vor sich: »Das Misstrauen in Funktechniken allgemein ist einfach noch sehr weit verbreitet.« Das gilt für RFID-Systeme genau so wie für drahtlose Sensornetzwerke. In den USA wurden mit drahtlosen Sensornetzwerken 2009 rund 40 Mio. Dollar umgesetzt, keine beeindruckende Zahl, um es einmal vorsichtig auszudrücken. »Das ganze ist noch sehr unübersichtlich, es fehlen Standards, auch wenn einige nun zu kommen scheinen«, sagt Sam McClintock.

Er geht davon aus, das die Hausautomation der erste Bereich sein wird in dem sich die Netze durchsetzen werden. »Wir müssen dazu die Erwartungen der Kunden genau treffen. Ich bin aber sehr optimistisch,  dass wir die Probleme über die kommenden Jahre lösen können und dass sich Energy Harvesting durchsetzt. Im vergangenen Jahr haben wir zwei drahtlose Sensornetze installiert, von immerhin 500 drahtlosen Installationen insgesamt, dieses Jahr werden es zehn sein, nächstes Jahr zwanzig.«   

Weit weniger vorsichtig in der Beurteilung ist Kaushik Ghosh, CEO von PRI. »Energy Harvesting ist eine riesige Chance«, ruft er aus, um zunächst doch noch auf die Schwierigkeiten einzugehen. Bisher tut sich nämlich zwischen dem, was sich die Anwender wünschen auf der einen Seite und dem was die Gesetze der Physik zulassen, eine gewisse Lücke auf. Noch größer sei die Lücke zwischen den Erwartungen und dem, was die Hersteller derzeit anbieten können.

Ähnlich wie Sam McClintock sieht er drahtlose Sensornetze als erstes in Gebäude wandern, den Kristallisationspunkt bilden die intelligenten Zähler. 249 Smart-Meter-Projekte gibt es derzeit weltweit, was rund 58 Mio. Smart-Metering-Einheiten entspräche und einem Umsatz von 35 Mrd. Dollar. Für 2020 rechnet er mit 150 Smart Meters in Europa, in Großbritannien allein mit 47 Mio. Einheiten. Doch es ist ein langer Atem erforderlich, wie die Geschichte des eigenen Unternehmens zeigt. Schon 1985 berichtete die BBC in der Sendung Tomorrow´s World über den HAN-Ansatz (House Automation Network) von PRI. 1998 führte PRI NIE Smart Prepay in Irland ein, seit 2008 verkauft es Smart Meters für den Einsatz in Großbritannien. Auch wenn er sich der technischen Schwierigkeiten, der Sicherheitsproblematik, der offenen Standardisierungsfragen (»Interoperability is the Holy Grail«, so McClintock)  bewusst ist, schreckt ihn das nicht davon ab, Energy Harvesting eine große Zukunft zu prognostizieren: »80 Prozent der weltweit erzeugten Energie fließt in die Heizung oder in die Kühlung. Diesen Verbrauch zu steuern und zu reduzieren ist wichtig, dazu sind drahtlose Sensornetze erforderlich. Und wer Batterien wirklich ersetzen will, der hat nur eine Alternative: Energy Harvesting.«

1. Teil: Energy Harvesting statt Batterien
2. Teil: Die Hürden
3. Teil: Kein Problem – wenn man´s richtig macht
4. Teil: Drahtlose Sensornetze in Flugzeugen und in der Bahn

Weiterführende Links:

• Solarwandler mit MPPC: Linear setzt Energie-Ernte fort
• Drahtlose Sensornetzwerke mit Energie versorgen: Micropelt will 2012 bis zu 500.000 Chips produzieren