Sonne, Wärme und Vibration

 

“Energy Harvesting wird zur Realität”, so Anantha Chandrakasan, die das Entwicklerteam leitet. Sie tüftelt schon seit einiger Zeit an Computer- und Drahtlos-Kommunikationschips, die mit extrem wenig Energie auskommen können. Die Möglichkeit, mehrere Stromquellen anzuzapfen, soll diese nun praktisch energieautark machen. Das Anzapfen mehrerer Energieressourcen zur selben Zeit ist auf kleinem Raum eine technische Herausforderung. Denn normalerweise wird für jede der Stromquellen ein eigener Schaltkreis benötigt, der an die jeweiligen Anforderungen angepasst ist. So erhält man über die Verwertung von Temperaturunterschieden in der Regel einen Output von 0,02 bis 0,15 Volt, während kleine Photovoltaikzellen 0,2 bis 0,7 Volt erreichen. Ein Vibrationssammler hingegen kann es auf bis zu fünf Volt bringen.

Bisherige Systeme, die sich mehrerer Stromquellen bedienten, nutzten jeweils nur eine – jene mit dem momentan stärksten Output – zur gleichen Zeit. Statt langfristig auf eine Ressource umzuschalten, setzen die Wissenschaftler auf dauerhaftes, schnelles Umschalten. Die drei unterschiedlichen Konverter sind auf diesem Wege an den gleichen Induktor gekoppelt, der den Output auf konstantem Level hält.

 

Verbrauchsreduktion

Die zweite, große Herausforderung lag in der Minimierung des Energiekonsums des Chips selbst. Dafür wurde eine »dual-path«-Architektur entwickelt. Diese ermöglicht die Versorgung entweder über den Umweg eines Kondensators als Speichermedium oder auf direktem Wege – je nachdem was sich gerade als effizienter erweist. Wird nur wenig Energie zugeführt, lohnt sich ein Einspeisen in den Kondensator aufgrund der Verluste nicht. Pressetext

mit.edu

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