Energiewandler für energieautarke Systeme

Energy Harvesting Technologie stellt ein aktuelles Forschungsthema mit großem Einsatzpotenzial dar. Ziel eines Energy Harvesting Systems, ist stets der autarke Betrieb einer Applikation. Dabei bestehen solche aus den Komponenten Energie-Wandler, Energie-Speicher, Energie-Management und der Anwendung. Diese Komponenten werden eingeführt, der Schwerpunkt dieser Vorlesung liegt dabei auf den Energiewandlern, mit denen elektrische Energie aus mechanischer Umgebungsenergie gewonnen werden kann. Darüber hinaus werden auch weitere Wandlungsmöglichkeiten diskutiert und eingeordnet. Die Vorlesung befähigt den erfolgreichen Teilnehmer die Auslegung und Bewertung von Energiewandlern für energieautarke Systeme. • Energy Harvesting Systeme, Übersicht, Komponenten, Anwendungen • Komponenten eines Energy Harvesting Systems Energiespeicher, Energiemanagment, Energieeffiziente Schaltungselemente, Funkprotokolle • Energieformen, Energiewandlung, Grundgleichungen, Charakterisierung der Umgebungsenergie, Zusammenhang zur Systemdämpfung • Grundlagen der Komponentenanpassung, Impedanzanpassung, Wirkungsgrad, Leistungsmaximierung, Transmission Line • Dynamische Analogien, Systemmodellierung auf Basis von Analogien (elektrisch, mechanisch, magnetisch, thermisch) • Schwingungswandler I, allgemeine lineare Modellierung, Dämpfungseinfluss, Übertragungsfunktionen, Balkenmodell, Kopplungsfaktor, Modale Reduktion • Piezoelektrische Generatoren, Grundlagen piezoelektrische Materialien, Materialgleichungen, quasistatische Piezogeneratoren, dynamische Piezogeneratoren • Elektromagnetische Generatoren, Generatorprinzipien (Linear und Rotatorisch), Aufbau, Auslegung • Elektrostatische Wandler, Elektroaktive Polymere und Kapazitive Wandler, Materialgleichungen, Berechnungsgrundlagen • Schwingungswandler II, nicht lineare Einflüsse (nichtlineare Steifigkeiten und Stoßeinflüsse), nichtlineare Anregung • Schwingungswandler III, Parallelschaltung von mehreren Generatoren, Modenkopplung • SSHI & Co., elektrische Netzwerke zur Verbesserung der Energieausbeute • Experimentelle Charakterisierung von Schwingungswandlern, Laservibrometrie, Netzwerkanalysatoren • Fertigungstechnik für Mikro- und Makro Energy Harvesting Systeme Literatur Werden in der Vorlesung bekanntgegeben Bei vielen Titeln des Springer-Verlages gibt es im W-Lan der LUH unter www.springer.com eine Gratis Online-Version. Werden in der Vorlesung bekanntgegeben Bei vielen Titeln des Springer-Verlages gibt es im W-Lan der LUH unter www.springer.com eine Gratis Online-Version. keine öffentliche Person Universität Hannover WiSe 2015/16 keine öffentliche Person Prof. Dr.-Ing. Wallaschek Jörg Ing