Energy Harvesting für Unterwasser-Sensoren und Nutzung des Energiesignals zur Bestimmung von Strömungsparametern

• Typ der Arbeit: Bachelorarbeit
• Status der Arbeit: abgeschlossen
• Betreuer: Ulf Kulau
• Ende der Arbeit: 10. Feb 2023

Energieeffizienz spielt eine immer größere Rolle, insbesondere für kleine ressourcenbeschränkte Systeme wie bspw. Sensoren. Insbesondere für Sensoren, welche in herausfordernden Umgebungen eingesetzt werden, stellt sich oft die Frage, wie diese mit ausreichend Energie versorgt werden können. Energy Harvesting, also das Beziehen der Energie aus der Umgebung, kann hier eine wirksame Methode sein, Sensoren für längere Laufzeit, oder sogar Energie- autonom, betreiben zu können. Um zukünftig den Betrieb solcher auf Energy Harvesting basierten Sensoren optimieren zu können, muss die Energiegewinnung charakterisiert werden. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll daher insbesondere der Piezoelektrische Effekt als mögliche Energiequelle für Sensoren untersucht werden.

Zur Charakterisierung der Energiegewinnung durch einen Piezo-Harvester, soll ein prototypischer Messaufbau entwickelt werden. Der Messaufbau soll in einem kontrollierten Setup evaluiert werden. Fokus ist dabei eher auf der generellen Energiegewinnung und der Charakteristika zwischen Energiegewinn und Verlusten durch bspw. den weiteren Komponenten des Harvesting Systems (Harvesting Controller, Selbstentladung des Energiespeichers). Im Anschluss soll das Messsystem in einer realen Umgebung Messdaten erheben, welche einen Rückschluss auf die Energiegewinnung liefern, ob und in wie weit Sensoren zukünftig Energie-neutral betrieben werden können.

Tasks

• Einarbeitung in das Energy Harvesting insbesondere Piezo-Hervester
• Entwicklung eines Messsystems bestehend aus Energy Harvester (Piezo), Harvesting Controller und Energiespeicher (bspw. Supercap).
• Evaluation der Energiegewinnung durch den Harvester in einer kontrollierten
• Realumgebung, sowie Auswertung und Charakterisierung der Energiegewinnung
• Evaluation der Energiegewinnung in einer realen Umgebung (‚Alltagsszenario‘), sowie Beschreibung der Ergebnisse dieser Messung
• Dokumentation in Form einer schriftlichen Ausarbeitung

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