Drahtlose Energieübertragung für Smart Systems

Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme

Die Zahl der eingesetzten elektronischen Geräte im privaten und industriellen Umfeld wächst stetig. Durch die Fortschritte in der Halbleiter und Mikrotechnologie ist es möglich geworden den Funktionsumfang zu vergrößern bzw. die Baugröße wesentlich zu verkleinern. Zwar ist es mit Hilfe der Miniaturisierung möglich die Leistungsaufnahme zu verringern, jedoch stellt die Energieversorgung portabler Geräte immer noch eine Herausforderung dar. Für die Kommunikation existieren bereits viele verschiedene drahtlose Schnittstellen. Die Energieversorgung wird jedoch meist durch einen chemischen Energiespeicher oder durch einen galvanischen Kontakt hergestellt.

In dem Projekt PARIFLEX wurde zusammen mit der Deutschen Post AG, dem Fraunhofer IZM, der Universität Paderborn sowie weiteren Projektpartnern ein RFID System entwickelt, welches gegenüber herkömmlichen RFID Systemen in der Lage ist, Energie für einen Empfänger(Label/Tag) bereitzustellen, der sich durch einen besonders hohen Energiebedarf auszeichnet. Dadurch ist es möglich den Empfänger zum Beispiel mit einem Display auszustatten, ohne auf einen chemischen Energiespeicher zurückgreifen zu müssen. Das im Projekt entwickelte System ermöglicht die Übertragung der erforderlichen Energie bei gleichzeitiger Kommunikation.

Im Forschungsgebiet Wireless Smart Systems wird daran gearbeitet die Effizienz und Reichweite einer drahtlosen Energieübertragung zu verbessern. Besonders die vorgeschriebenen Grenzwerte schränken die Energieübertragung ein. Nur durch den Einsatz eines emissionsreduzierten Aufbaus ist eine Anwendung in unmittelbarer Nähe zu Personen möglich.

Durch die drahtlose Schnittstelle entstehen wesentliche Vorteile:

  • Freie Positionierung der Geräte ohne aufwendige Verkabelung
  • Betrieb unter widrigen Umgebungseinflüssen, wie Wasser, Staub etc.
  • Vermeidung von Abrissfunken und transienten Störungen bei der Kontaktierung
  • Ausschluss von Fehlbedienung durch Benutzer bei der Inbetriebnahme, einheitliche Versorgungsschnittstelle
  • Keine mechanischen Kontakte und somit kein Verschleiß bzw. Begrenzung der Steckzyklen
  • Überwachung und Begrenzung der Leistungsaufnahme