EnTechnon Masterarbeit zu thermoelektrischen Generatoren für eine autarke Energieversorgung „Energy Harvesting für das Internet of Things Untersuchung thermoelektrischer Anwendungen im Smart Home“ Thermoelektrisches Energy Harvesting: Aus Wärme Strom erzeugen TEG zwischen Finger und Eiswürfel erzeugt Strom Thermoelektrische Generatoren (sog. TEGs) können Wärme direkt in Strom umwandeln und sorgen bereits in der Raumfahrt für eine zuverlässige Stromversorgung. Da in den würfelzuckergroßen Generatoren keine beweglichen Teile zum Einsatz kommen, sind sie geräusch-, vibrations- und wartungsfrei. Werden TEGs beispielsweise auf warme Oberflächen aufgebracht, können sie kleine Energiemengen „ernten“ und damit kleine Stromverbraucher wie Sensoren versorgen - man spricht dann von "Energy Harvesting". Eine neuartige Entwicklung am Lichttechnischen Institut des KIT verwendet besondere leitfähige Kunststoﬀe, die extrem schnell und kostengünstig in großindustriellen Druckmaschinen verarbeitet werden können. Die elektrischen Schaltungen werden wie Zeitungen gedruckt und anschließend vollautomatisch zu TEGs weiterverarbeitet. Mit Herstellungskosten im Cent-Bereich wird es somit erstmals möglich sein, TEGs in Massenanwendungen zu bringen. Gedruckter und weiterverarbeiteter TEG von der Größe eines Würfelzuckers Energy Harvesting für das Internet of Things Das Internet of Things ist auf dem Vormarsch. Immer mehr Geräte werden miteinander vernetzt und automatisieren das alltägliche Leben. Viele kleine Stromverbraucher verwenden dabei Batterien oder Akkus. Dabei wird jedoch oftmals unterschätzt, welche Verschwendung zukünftig das regelmäßige Auswechseln von Milliarden von Batterien bedeutet und wie lästig dies für Verbraucher ist. Mit TEGs hingegen könnte in vielen Bereichen die notwendige Energie direkt am Stromverbraucher geerntet werden und somit den Batteriewechsel überflüssig machen. Für Für die autarke Wärmequelle werden. autarke Energieversorgung Energieversorgung ististlediglich lediglicheine einekleine kleine Wärmequelle notwendig. Energy notwendig. wird Energy wird von Experten mittlerweile Harvesting vonHarvesting Experten mittlerweile als wichtiger Enablerals fürEnabler Internetfür of Internet Things Anwendungen gesehen. of Things Anwendungen erkannt. Fragestellung im Marktsegment Smart Home elektrischer Heizkörperthermostat Im Rahmen dieser Masterarbeit soll untersucht werden, welche Anforderungen TEGs als Energy Harvester für vernetze Geräte im Smart Home, also der Heim- bzw. Gebäudeautomatisierung erfüllen müssen. Insbesondere ist hier der künftige Einsatz von TEGs in Heizkörperthermostaten zu betrachten, von denen allein in Deutschland 400. Mio. Stück installiert sind. Die Ergebnisse sollen im Rahmen von Interviews mit namenhaften Herstellern und Branchenexperten gewonnen werden, wobei auf ein umfangreiches Kontaktnetzwerk zurückgegriﬀen werden kann. Die interdisziplinäre Masterarbeit findet in Kooperation zwischen Lichttechnischem Institut (Elektrotechnik) und dem EnTechnon statt und richtet sich an hoch motivierte und selbständig arbeitende Wirtschaftsingenieure. Die Erkenntnisse sollen zudem im Zuge der geplanten KIT-Ausgründung tego energy verwertet werden, sodass die Masterarbeit einen direkten Anwendungsbezug hat. Der Bearbeitungszeitraum beträgt 6 Monate, die Arbeit kann ab sofort begonnen werden. Ansprechpartner: Frederick Lessmann M.Sc. (Wirtschaftsingenieurwesen) Wissenschaftlicher Mitarbeiter Lichttechnisches Institut Telefon: +49 (0) 721 608 43975 Mobil: +49 (0) 178 607 94 93 E-Mail: [email protected] Postanschrift: Engesserstraße 13, 76131 Karlsruhe