Piezoelektrische Generatoren für Low Power Wireless Technologies

Der direkte piezoelektrische Effekt (Generatoreffekt) ist seit über einem Jahrhundert bekannt und genau so alt ist die Idee diesen für die Bereitstellung von Elektroenergie zu nutzen. Seit über fünf Jahrzehnten sind piezokeramische Werkstoffe mit ausgezeichneten Kenndaten kommerziell verfügbar und führten zu einer Vielzahl von Anwendung unter anderen die des piezoelektrischen Funkengenerators zum Zünden von Brenngas-Luftgemischen. Die Verwendung von piezoelektrischen Generatoren für die Energieversorgung von low-power wire less Elektronik scheiterte in der Vergangenheit an den hohen Verlustleistungen. In den letzten Jahren konnten die Verlustleistungen der Elektronik so weit gesenkt werden, dass der Energiebedarf die Größenordnung erreicht, die piezoelektrische Generatoren bereitstellen können. Das macht piezoelektrische Generatoren für verteilte dezentrale Sensor und Funkknoten sehr interessant. Die Firma EnOcean entwickelte einen Funklichtschalter der die gesamte benötigte Energie aus einem piezoelektrischen Biegeelement entnimmt. Damit ist die Machbarkeit gezeigt. Der folgende Beitrag gibt einen Überblick über piezoelektrische Generatoren von Werkstoff über Komponenten und Elektronik zur Systemauslegung. Ausgewählte Beispiele zeigen die Möglichkeiten piezoelektrischer Generatoren.