Verbundprojekt TASG – Tragbare, Autarke und Kompakte Strom-Generatoren (TASG)

Ziel des Verbundprojekts ist die Gewinnung neuer Kenntnisse und Fertigkeiten für die Entwicklung innovativer Verfahren sowie Produkte als tragbare, autarke und kompakte Strom-Generatoren. Mit Hilfe von Demonstratoren sowohl elektromagnetischer als auch piezoelektrische Generatoren sollen technologisch bedeutsame Grundlagen validiert werden. Adressierte Anwendungsfelder sind insbesondere Anwendungen am Menschen und im Logistik- bzw. Transportbereich. So soll der elektromagnetische Generator Smarte Anwendungen bzw. Messgeräte für Körperfunktionen durch die Nutzung der Armbewegungen mit Energie versorgen. Der piezoelektrische Harvester könnte bei einer maximalen Gehäusegröße von ca. 22 cm x 8 cm x 4 cm die Aufnahme von Energie aus Schwingungen von Fahrzeugen oder Containern ermöglichen und somit Sensoren sowie Funkmodule mit Strom versorgen. 

Im Rahmen des Vorhabens forscht das Fraunhofer FEP an den Dünnschicht-Abscheideprozessen für den piezoelektrischen Generator. Eine große wissenschaftlich-technische Herausforderung ist dabei die Prozessentwicklung für die Abscheidung hochorientierter, kristalliner piezoelektrischer AlN-Dünnschichten und die Entwicklung des gesamten Schichtaufbaus auf rauen Substraten und die Eignung für die Beanspruchungen im technischen Einsatz.

Arbeiten zur Modellierung und Simulation der beiden Generatortypen stellen einen weiteren wesentlichen Arbeitsaspekt des Fraunhofer FEP dar. Dies betrifft einerseits die Berechnung und Optimierung der Magnetfeld- und Spulenkonfiguration für eine möglichst effiziente Energiewandlung aus der mechanischen Anregung bei typischen Armbewegungen mit dem elektromagnetischen Generator. Beim piezoelektrischen Generator sollen unter Beachtung typischer Anregungsfrequenzspektren aus der Simulation der Biegebeanspruchung von Substrat und piezoelektrischer Schicht optimale Zielwerte für die Dimensionierung von Substrat und Schichtsystem abgeleitet werden.

Wälzlagertechnik GmbH, An der Eisenbahn 9, 01099 Dresden (Verbundprojektkoordinator)

H+E Produktentwicklung GmbH, Kunzer Marktweg 13, 01468 Moritzburg

dresden elektronik ingenieurtechnik GmbH, Enno-Heidebroek-Straße 12, 01237 Dresden

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, Winterbergstrasse 28, 01277 Dresden

In Kooperation mit 

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS Nürnberg, Nordostpark 84, 90411 Nürnberg