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Wenn Notebooks zu grünen Mini-Kraftwerken werden
12.01.2009
Notebooks produzieren ihren eigenen Strom und MP3-Player speisen sich aus Körperwärme: Schon in ein paar Jahren könnten die ersten Hightech-Geräte ohne umweltschädliche Batterien und lästige Stromkabel auskommen. Der Grundstein für diese Entwicklung wird bereits heute gelegt.
| Zukunftstrend Energy Harvesting |
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Zwar sind Notebooks mit eigenen Mini-Kraftwerken noch Zukunftsmusik. In ein paar Jahren aber könnte es bereits völlig selbstverständlich sein, dass sich Hightech- und Multimedia-Geräte mittels Energy Harvesting (wörtlich übersetzt: Energie Ernten) selbst mit Strom versorgen. Die Voraussetzungen für dieses Szenario werden heute geschaffen.
Umweltschonende Energie aus Luft und Raum
Der Begriff „Energy Harvesting“ steht für neue Verfahren, über die Hightech-Geräte wie Notebooks oder MP3-Player einmal vorhandene mechanische und thermische Energie aus der direkten Umwelt in elektrischen Strom umwandeln sollen. Der Grundgedanke dabei ist, dass wir in unserem Alltag ständig von potenziellen Energiequellen umgeben sind und diese eigentlich nur zu nutzen brauchen.
Unter Wissenschaftlern gelten beispielsweise Druck und Vibrationen sowie Luftströmungen und Temperaturunterschiede als potenzielle Energiequellen, über die sich Strom erzeugen lässt. So entsteht etwa elektrische Spannung, wenn an einem Gerät ein Temperaturunterschied herrscht.
Bei Notebooks ließe sich prinzipiell das Temperaturgefälle zwischen der warmen Abluft und der kühleren Zimmertemperatur nutzen, um daraus über Thermowandler elektrischen Strom zu erzeugen. Energy Harvesting kann damit in Zukunft einmal fortführen, was in der ITK-Branche unter dem Begriff Green IT bereits heute mit stromsparenden PCs und schadstoffarmer Hardware für nachhaltiges Wirtschaften steht.
Bis Notebooks einmal zu Selbstversorgern werden, ist aber noch Entwicklungsarbeit nötig. Denn um über Thermowandler ausreichend Strom zu erzeugen, sind noch immense Temperaturunterschiede nötig. Schließlich entstehen bei geringen Temperaturunterschieden auch nur niedrige Spannungen. Momentan kommt Energy Harvesting daher in erster Line vor allem dort zum Einsatz, wo auch nur kleinste Energiemengen benötigt werden. |
| Energiequelle Sonnenlicht: Sensoren wandeln Licht in Energie um |
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Mikro-Massenmarkt: Batterielose Funksensoren
So sind batterielose Funksensoren heute schon keine Vision mehr. Die hochmodernen Sensoren können sich aus ihrer direkten Umgebung selbst mit Strom versorgen.
Die Sensoren nutzen unter anderem Sonnenlicht, Luftströmungen und Außentemperaturen als Energiequellen. Bewegungs-, Thermo- oder Lichtenergiewandler (Solarzellen) erzeugen dann direkt in den Sensoren die für den Betrieb nötige Energie.
Ein mögliches Einsatzfeld der Sensoren ist die Gebäudeautomation. Die Sensoren messen beispielsweise, wie hell das Sonnenlicht zu den Fenstern hinein scheint. Per Funk werden diese Daten dann an ein Betriebssystem übertragen, das bei Bedarf automatisch die Jalousien schließt. Da sich die Sensoren selbst mit Energie versorgen, sind keine Batterien mehr nötig. Was nicht nur umweltschonend, sondern auch kostengünstig ist. So müssen Unternehmen bei ihren Betriebsstätten nicht mehr regelmäßig die Batteriestände der Gebäudesensoren warten. |
| High-Tech Kanne vom Fraunhofer TEG. Quelle: Fraunhofer TEG |
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Prototyp: Hightech-Kanne mit Mini-Generator im Deckel
Der Delphi-Report „Zukünftige Informations- und Kommunikationstechniken“ des Forschungsprojekts FAZIT zeigt: Bereits im Jahr 2018 – das hält die Mehrheit der knapp 700 befragten ITK-Experten für wahrscheinlich – könnten sich mobile Endgeräte wie Notebooks, Handys oder MP3-Player selbst mit Strom versorgen. Ein Hemmnis sehen die Experten jedoch in den derzeit noch hohen Kosten, die der verhältnismäßig geringen Energieausbeute gegenüberstehen. Allerdings wird die weitere Forschung und Entwicklung in diesem Bereich zu niedrigeren Herstellungskosten für derartige Technologien führen. Vorantreiben soll diese Entwicklung vor allem der Trend zu mobilen Endgeräten.
„Dank der modernen Funktechnologie können viele Verbraucher heute schon auf Datenkabel verzichten und beispielsweise drahtlos im Internet surfen“, argumentiert Dr. Friedemann Tonner von der Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe (TEG) aus Stuttgart. „In Zukunft werden sich daher immer mehr Verbraucher auch eine drahtlose Energieversorgung wünschen. Schließlich können Sensordaten schon heute per Funk und energieautark übermittelt werden.“
Ein Prototyp vom Fraunhofer TEG kann bereits seinen eigenen Strom erzeugen. So haben die Ingenieure eine energieautarke Hightech-Thermoskanne entwickelt, die über ein Mini-Kraftwerk im Kannendeckel verfügt. Im Deckel befindet sich ein Thermogenerator, der den Temperaturunterschied zwischen der heißen Flüssigkeit im Innern der Kanne und der Zimmertemperatur zur Energiegewinnung nutzt. Durch diese Energie kann die Kanne ein kleines LCD betreiben, um die Temperatur der Flüssigkeit im Innern anzuzeigen. |
| Sportler nutzen High-Tech. Quelle: Bitkom |
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MP3-Player 2.0: Körperwärme sorgt für Strom
Als potenzielle Energiequelle für Hightech-Geräte gilt bei Energy Harvesting übrigens auch die Körperwärme. So können sich Wissenschaftler gut vorstellen, dass Sportler einmal ihren MP3-Player beim Laufen selbst mit Energie versorgen. Gerade im Hinblick auf Wearable Electronics steckt hier ein lukrativer Zukunftsmarkt.
Nach Statistiken vom Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (BITKOM) hat heute jeder dritte Deutsche ein Handy oder einen MP3-Player beim Sport dabei. Erste Sportartikel-Hersteller nutzen dieses Interesse bereits, um Athleten futuristische Hightech-Sportswear schmackhaft zu machen.
Wenn Sportler über ihre eigene Körperwärme auch einmal die nötige Energie für ihre MP3-Player liefern, könnte den Musikspielern unterwegs auch nicht mehr der Saft ausgehen. Was nicht nur praktisch und komfortabel ist. Sondern auch panische Suchen nach Steckdosen zum Akku-Laden erspart.
Autor: Stephan Randler |
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