Energy Harvesting

Als Energy Harvesting bezeichnet man das “Ernten” von kleinen bis kleinsten Energiemengen in unmittelbarer Nähe eines Verbrauchers, um diesen autark mit Energie zu versorgen. Der Begriff Energy Harvesting wird in der Regel im Zusammenhang mit der Versorgung von Mikrosystemen verwendet. Es geht also typischerweise um kleine bereitzustellende Leistungen im Mikro-Watt bis Milli-Watt-Bereich. Die Möglichkeiten sind divers: von der Nutzung thermischer Energie aus Temperaturunterschieden zwischen dem Installationsort und der Umgebung, über die Nutzung von Lichtenergie durch photovoltaische Wandlung, mechanischer Energie aus oszillatorischer oder auch translatorischer Bewegung bis hin zu Kombinationen verschiedener Methoden (Multi-Harvester) und exotischen Wandlungsprinzipien basierend auf z.B. biochemischen Wandlungsmechanismen. Die zu erntenden Energiemengen sind aber immer gering und nie in übermäßigem Maß vorhanden.
Aus diesem Grund hat die große Popularität und Forschung mit einem starken Fokus auf der Energie-Erzeugungsseite in den vergangenen Jahren etwas abgenommen.
Kürzliche mikroelektronische Entwicklungen auf der Verbraucherseite, die zu minimalsten Energieverbräuchen geführt haben, lassen allerdings viele Methoden wieder in verschiedensten Einsatzszenarien denkbar werden.
Zusätzlich befördern die Digitalisierung und andere aktuelle Trends stark den vermehrten Einsatz von verteilten Sensorsystemen. Die Energieversorgung wird dabei zu einem zentralen Element, dass über die technische und ökonomische Einsetzbarkeit und den Erfolg vieler Lösungen entscheidet.
Dazu muss allerdings stets das Gesamtsystem und unter Umständen ein ganzes Netzwerk betrachtet werden, um geschickt Erzeugungs- und Lastseite zusammenzubringen. Durch die Komplexität des Zusammenspiels, das schnelle Aufkommen neuer Technologien - meist aus dem Konsumer-Bereich - ergeben sich hier viele unbeantwortete Fragestellungen und neue zu erforschende Möglichkeiten.