22/01/2015

Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft e.V. (HSG IMIT)

Energie aus Schritt und Tritt

Die Entwickler des Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (HSG-IMIT) haben bedeutende Fortschritte zur direkten Nutzung der Bewegungsenergie gemacht und zwei Geräte entwickelt, welche den menschlichen Gang nutzen um elektrische Energie zu erzeugen.

Gerade auf dem Fitness-Markt sind die sog. wearables, also kleine, direkt am Körper getragene Geräte wie z.B. Armbänder welche die Schrittfrequenz oder auch Puls messen können bereits etabliert. Damit diese zukünftig ohne Batteriewechsel bzw. ohne Aufladen eines Akkus auskommen, können sog. Energy Harvester die benötigte Energie direkt aus der menschlichen Bewegung „ernten“ und für den Betrieb verwenden.

Diese Grundgedanken aufgreifend nutzt der sog. „Shock Harvester“ den Impuls beim Auftreten der Ferse während der „Swing Harvester“ die Schwungbewegung des Beines beim Gehen verwendet um Energie zu erzeugen. Beide Geräte können in die Schuhsohle integriert werden und sollen die integrierte Elektronik mit Energie versorgen. Der große Vorteil dabei ist neben der Benutzerfreundlichkeit die Umweltschonung, da keine Batterien mehr verwendet werden müssen.

„Beide Harvester wurden im Rahmen von öffentlichen Projekten mit definierten Zielapplikationen entwickelt, der „Shock Harvester“ um die Batterie eines Indoor-Navigationssystems zu laden und deren Lebenszeit zu erhöhen; der „Swing Harvester“ als Teil eines sich selbst-schließenden Schuhs für bewegungseingeschränkte Menschen. Dabei erkennt der Schuh wenn der Benutzer ihn anzieht und schnürt sich selbstständig zu bzw. öffnet sich automatisch bei Bedarf“ so Klevis Ylli, projektverantwortlicher Mitarbeiter am HSG-IMIT.

Die Technik die hinter beiden Applikationen steckt, ist das physikalische Prinzip der Induktion: Elektrische Leistung wird erzeugt, indem die Bewegung zwischen Magneten und Spulen genutzt wird. Die Bewegung des Magnetfeldes an einer Spule vorbei, erzeugt in dieser Stelle eine induzierte Spannung, welche dann für die Elektronik verwendet werden kann.

Auch die Leistungsfähigkeit dieser beiden Geräte ist beachtlich: Bis zu siebenmal pro Sekunde konnten die Daten über eine Distanz von 10 Metern an ein Smartphone gesendet werden, während bereits an der verbesserten Nutzung der beim Gehen erzeugten Energie gearbeitet wird.

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