Berührungslose Energieversorgung: neues Prinzip

Eine leitungsgebundene Energieversorgung ist in speziellen Anwendungen oft nur schwer oder überhaupt nicht realisierbar. Lösungen bieten Verfahren, die auf Induktion oder Radiowellen basieren. Doch hier ist der Aufwand oft grösser als der Nutzen. Ein neues Verfahren der freien Energieübertragung umgeht die Begrenzungen der bislang bekannten Prozesse und setzt neue Massstäbe hinsichtlich Effizienz und geringem Bauvolumen.

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

GRIBI Hydraulics AG

FAULHABER SA

Moderne Sensoren, Kleinantriebe und Schaltungen sind dank Mosfet-Technik und energiesparender Bauteile sehr effizient. Sie kommen mit Leistungen im dreistelligen Milliwattbereich problemlos aus. Diese Energie können Batterien und Akkus zwar liefern, doch ist die Baugrösse der Speicher dann oft um ein Vielfaches grösser als die eigentliche Nutzlast. Ausserdem sind im Dauerbetrieb über lange Zeiträume galvanische Primär- und Sekundärelemente nicht ausreichend sicher, sie sind zu schnell verbraucht oder gealtert.

Mittels Radiowellen übertragene Energie lässt einen Grossteil der eingesetzten Leistung nutzlos und oft störend in die Umgebung entweichen, zudem lässt sich keine Energie in Faraday'sche Käfige übertragen, das sind immerhin alle technischen Geräte mit Metallhülle. Induktive Systeme wiederum funktionieren nur bei recht eng definiertem Spulenabstand sowie genauer Ausrichtung und sind so in der Reichweite begrenzt.

Ein neues Verfahren der Triple Sensor Technologies GmbH aus Jena umgeht die Begrenzung der bekannten chemischen und physikalischen Energiespeicher und Übertragungsverfahren.

Eine Rotationsbewegungtransferieren

Das neue, patentierte Verfahren beruht auf der magnetischen Übertragung einer Rotationsbewegung von einem Erzeuger zu einem Empfänger. Im Empfänger, dem Generatormodul, wird diese Rotationsbewegung dann in Elektrizität umgewandelt (siehe Kastentext). Erfinder Dr. Lausch von Triple Sensor Technologies stellt die besonderen Vorteile der neuen Lösung so heraus: «Das Sendermodul ist sehr kompakt und kann beispielsweise für den Einsatz mit medizinischen Implantaten problemlos am Gürtel getragen werden (Bild 1). Die effektive Reichweite beträgt trotzdem rund 50 cm, Abstrahlverluste auch im Leerlauf, wie bei Radiowellen, treten nicht auf, da der Sender nur bei Energieentnahme durch den Empfänger diese nachliefern muss. Zudem ist der Generatorteil bei beweglichen Sonden leicht zu orten.»

Die momentan zur Verfügung stehenden mobilen Empfangsmodule mit 10 x 12 mm (Durchmesser, Länge) erlauben eine Energieübertragung von bis zu 100 mW. Um dem Sendermodul möglichst kompakte Abmessungen geben zu können, arbeitet das Entwicklungsteam mit dem Kleinantriebsspezialisten Faulhaber zusammen. Angepasste Standard-Antriebsprodukte dieses Herstellers bieten dabei die entsprechend den Anforderungen skalierte Leistung und - ebenfalls sehr wichtig - die nötige kompakte, leicht programmierbare Ansteuerung.