Konfigurierbares thermoelektrisches Energy-Harvesting-Modul

Micropelt: Thermoharvesting-Gleichstromquelle als Batterie-Alternative

04. November 2011, 19:36 Uhr   |  Andreas Knoll

Micropelt: Thermoharvesting-Gleichstromquelle als Batterie-Alternative
© Micropelt

Die konfigurierbare Thermoharvesting-Gleichstromquelle von Micropelt bietet eine Alternative zu Batterien.

Micropelt, Hersteller von Thermogenerator-Chips (TEG), hat die Markteinführung des Energy-Harvesting-Moduls »TE-Core« angekündigt. Die wartungsfreie, autarke Energiequelle für ULP-Drahtlos-Applikationen (Ultra Low Power) gewinnt elektrischen Strom aus Abwärme.

Das konfigurierbare thermoelektrische Energy-Harvesting-Modul eröffnet laut Micropelt Herstellern und Systemintegratoren drahtloser Sensoren und Mikro-Aktoren einen schnellen Weg hin zu unbegrenzt wartungsfrei arbeitenden Produkten. Es produziert Energie, sobald es an einer Wärmequelle fixiert ist, die etwa 10 °C Temperaturunterschied zur Umgebungsluft aufweist.

Als Herzstück des Moduls dient ein neu entwickeltes, SMD-kompatibles TEG-Gehäuse, TGP genannt. Darin befindet sich ein Chip-Thermogenerator, der zwischen einer kleinen Aluminiumplatte für die Wärmezufuhr und einer großen für die Wärmeabfuhr eingespannt ist. Dieses für die Massenfertigung konzipierte Bauteil bildet das Zentrum des so genannten thermischen Pfades.

Das »TE-Core« kann eine Applikation unmittelbar mit einer festen Gleichspannung versorgen. Hierzu wurde das TGP in einen ebenfalls neuen, Kosten-optimierten Micropelt-Gleichstromwandler eingebettet. Das komplette Thermoharvesting-Modul liefert Leistungen zwischen 150 µW und über 10 mW, je nach verfügbarem Temperaturunterschied. Eine integrierte Hysterese-Regelung erlaubt die Konfiguration der Ausgangsspannung zwischen 1,9 und 4,5 V. Um Strom- und Energiebedarf einer Anwendung sicher abdecken zu können, verfügt das »TE-Core« über einen Kondensator-Erweiterungsanschluss. Per Magnet lässt sich das etwa Streichholzschachtel-große Bauteil an warme Oberflächen setzen. Der Kühlkörper ist zur besseren Leistungsanpassung des Harvesters leicht austauschbar gestaltet.

»Mit dem »TE-Core«-Modul können Kunden schnell und problemlos das Thermoharvesting als Batterie-Alternative evaluieren«, erläutert Burkhard Habbe, Leiter Business Development von Micropelt. »Darüber hinaus kann es als Embedded Modul direkt in Prototypen und Kleinserien-Produkte integriert werden. Damit lassen sich Entwicklungszeiten erheblich verkürzen.«

Fritz Volkert, Geschäftsführer des 2006 gegründeten Unternehmens, ergänzt ökonomische Hintergründe der neuen Entwicklung: »Wir fahren unsere neue Waferfab innerhalb des kommenden Jahres auf eine Kapazität von über 5 Millionen Thermogeneratoren und Mikro-Kühler hoch. Der Markt soll wissen, dass wir bereit sind für Volumen-Anwendungen.« Als Beispiel nennt er elektronische Heizkörperthermostate: »Es gibt einige hundert Millionen Heizkörper allein in Europa. Unsere Technologie ermöglicht intelligente, sogar funkgesteuerte Ventilregler, die völlig wartungsfrei und energieautark sind. Somit gibt es keinen Grund mehr, der einem flächendeckenden Einsatz entgegensteht. Milliarden Batterien und 10-20 Prozent Heizenergie von Hunderten Millionen Heizkörpern können eingespart werden.«

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