Die Energie kommt aus der Umgebung

Das zeitraubende Ablesen von Heizungsanlagen könnte bald der Vergangenheit angehören. Künftig werden die gewünschten Daten direkt vom Heizkörper an einen zentralen Rechner im Keller gefunkt. Die Messsysteme brauchen dabei weder Stromanschluss noch Batterien. Als so genannte energieautarke Mikrosysteme beziehen sie ihre Energie aus dem thermoelektrischen Effekt, der durch die unterschiedliche Temperatur am Heizkörper und in der Raumluft entsteht. Auch in Medizin, Automobil, intelligenten Textilien, Luft- und Raumfahrt sowie in Produktion und Logistik werden solche energieautarken Mikrosysteme in Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Im Rahmenprogramm „Mikrosysteme“ fördert das BMBF die Entwicklung dieses Zukunftsfeldes mit 15 Mio. Euro. Bis zum 5. Mai 2006 können Unternehmen und Forschungseinrichtungen Ideenskizzen für Verbundprojekte entwickeln.

Bei energieautarken Mikrosystemen handelt es sich um autarke, mobile und leicht nachrüstbare Mikrosysteme, die ihre zum Betrieb sowie zum Daten- und Informationsaustausch erforderliche Energie drahtlos aus dem Umfeld entnehmen. Energiequellen sind u.a. thermoelektrische oder piezoelektrische Effekte.

Viel versprechende Anwendungsfelder eröffnen sich beispielsweise in der Automobilbranche. Reifendrucksensoren sind bislang noch mit Batterien ausgestattet, die regelmäßig gewechselt werden müssen. In Zukunft wird beim Betrieb dieser Sensoren Energie aus einem piezoelektrischen Effekt genutzt.

Bevor die industrielle Fertigung von energieautarken Mikrosystemen beginnen kann, sind jedoch noch einige grundlegende Fragen zu klären. Forschungs- und Entwicklungsbedarf besteht bei den zu verwendenden Energiewandlungsprinzipien, beim Energiemanagement, bei der Miniaturisierung und Systemintegration der einzelnen Komponenten sowie bei der Fertigung.

Mit der Entwicklung neuartiger Konzepte will das BMBF im Rahmenprogramm „Mikrosysteme“ die Überwindung dieser Engpässe unterstützen:

o Einsparung von Batterien durch effiziente Energiewandlung

Es sollen alternative Werkstoffe und neue Bauweisen erforscht werden, die eine weitere Miniaturisierung von Energiewandlern ermöglichen, beliebige Formen annehmen und in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz kommen können.

o Entwicklung von energieoptimierten und sicheren Low-Power Übertragungstechnologien

Es gibt bereits heute Ansätze, Low-Power Systeme kabellos mit Energie aus der Umwelt zu versorgen. Dies ist aber immer nur mit sehr hohem Aufwand möglich. Die Prozesse sollen so verändert werden, dass sie möglichst wenig Strom benötigen.

o Mikrosystemtechnik für verbesserte Systemintegration energieautarker Mikrosysteme

Sensorische und aktorische Elemente sollen unauffällig in Kleidung, Geräten und Fahrzeugen eingebettet sein und nach Bedarf mit den Benutzern oder anderen Systemen Informationen austauschen.

Weitere Informationen gibt es im Internet unter www.mstonline.de/foerderung oder beim Projektträger

VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
Marco Voigt
Steinplatz 1, 10623 Berlin
Telefon: 030 310078-277; E-Mail: voigt@vdivde-it.de