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Thermowandler
Besteht in technischen Anlagen zwischen zwei definierten Stellen eine Temperaturdifferenz,
so lässt sich diese zur Erzeugung elektrischer Energie nutzen. Die Temperaturdifferenz
- beispielsweise zwischen Maschinenoberfläche und Umgebung - wird gezielt den beiden
Seiten eines Peltierelements zugeführt. Im Inneren befinden sich diverse Metallpaarungen,
die bei anliegender Temperaturdifferenz eine elektrische Spannung entstehen lassen.
Für das EnAS-Projekt wurden spezielle Thermowandler zur Generierung von
elektrischer Leistung bei relativ geringen Temperaturdifferenzen entwickelt.
Ein Standard-Peltierelement liefert bei geringen Temperaturunterschieden zwar nur
eine sehr geringe Ausgangsspannung, durch die Verwendung eines neuentwickelten
„Ultra-low Voltage DC/DC Converters“ konnte jedoch trotzdem eine hohe Effizienz
bei gleichzeitig niedrigen herstellkosten erreicht werden.
Im Projekt wurden die ersten Prototypen gefertigt. Mittlerweile bietet EnOcean
auf Basis dieser Entwicklung ein Thermowandler Developer Kit (ECT100 perpetuum) an.
Das Produkt stößt bei diversen Messen und Kundenpräsentation
auf großes Interesse.
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Zur Charakterisierung der thermischen Bauelemente wurde ein Messplatz mit zwei
Kälteumwälzthermostaten aufgebaut. Damit können auf den zwei Flächen der Thermowandler
definierte Temperaturen eingestellt und die Effizienz der Wandler bestimmt werden. Ebenfalls
können Temperaturzyklen gefahren werden um das das dynamische Verhalten zu untersuchen.
Die Ausgangsspannungen der Thermowandler sind sehr klein und liegen meist unter 1V.
Um den Betrieb der Sensorelektronik bei diesen Werten zu ermöglichen, wurden Spannungswandler
entwickelt, die bereits bei 50mV arbeiten. Das entspricht einer
Temperaturdifferenz am Thermowandler von 2K.
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