UST - Kompetenz in keramischer Sensorik. Ideen für eine Beteiligung an der aktuellen Ausschreibung des BMBF im Rahmen des Programms Mikrosystemtechnik

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1 www. Sensorik aus Thüringen.de Ideen für eine Beteiligung an der aktuellen Ausschreibung des BMBF im Rahmen des Programms Mikrosystemtechnik Rahmenprogramm Mikrosysteme - Thematischer Schwerpunkt Energieautarke Mikrosysteme Vorüberlegungen und Hintergrund Themenfeld: Einsparung von Batterien Idee: Thermogenerator, der zeitliche Schwankungen der Temperatur nutzt Vorarbeiten und Tests Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 1

2 Rahmenprogramm Mikrosysteme Die Mikrosystemtechnik spielt in Deutschland eine zentrale Rolle für Wachstum und Beschäftigung Arbeitsplätze sind direkt mit der Mikrosystemtechnik verbunden - Tendenz steigend Entwicklungen in der Mikrosystemtechnik müssen schnell in Produkte umgesetzt und vermarktet werden Das BMBF stellt dafür im Rahmenprogramm Mikrosysteme von 2004 bis 2009 insgesamt rund 260 Mio. bereit (Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung) Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 2

3 Rahmenprogramm Mikrosysteme Förderung in vier wichtigen Innovationsbereichen Life Sciences Gesundheitsvorsorge/Wellness, Diagnose und individualisierte Therapie von Krankheiten sowie Mikrochirurgie und intelligente Implantate Industrielle Produktion Prozessinnovation, Mikroverfahrenstechnik, kompakte hybride Systeme Mobilität Energieautarke Systeme, Assistenzsysteme im Auto, RFID-Etiketten Systemintegration Integration zu einem intelligenten Gesamtsystem, Aufbau und Verbindungstechnik, Messtechnik, Simulation, Zuverlässigkeit (Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung) Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 3

4 Innovationsbereich Mobilität Energieautarke Systeme Mikrosysteme, die ihre zum Betrieb sowie zum Daten- und Informationsaustausch erforderliche Energie drahtlos aus dem Umfeld entnehmen Anwendungsfelder: intelligente Textilien, Medizin, Automobil, Luft- und Raumfahrt, Haustechnik, Messtechnik, Informationstechnik, Produktion oder Logistik Forschungsschwerpunkte: Energiewandlungsprinzipien, das Energiemanagement, die Miniaturisierung und Systemintegration der einzelnen Komponenten sowie die Fertigung (Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung) Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 4

5 Energieautarke Systeme - Hintergrund Preisentwicklung - Die Energie wird teurer Rohölpreis / t Einfuhrpreise für Rohöl und Erdgas im Zeitraum 1991 bis Jahr Einfuhrpreis Erdgas Cent / m Jahr (Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 5

6 Energieautarke Systeme - Hintergrund Preisentwicklung - Die Energie wird teurer Strompreis Haushalte Cent / kwh Durchschnittspreise für elektrische Energie und für Normalbenzin für den Endverbraucher im Zeitraum 1991 bis Jahr Durchschnittspreis Normalbenzin / l (Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) Jahr Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 6

7 Energieautarke Systeme - Hintergrund Primärenergieverbrauch - Die Energie wird teurer Statistik und Prognose des Weltenergieverbrauches (1btu = 1055J) (Quelle: USA-Ministerium für Energie) Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 7

8 Energieautarke Systeme - Hintergrund begrenzte Ressourcen - Die Energie wird teurer (Quelle: Wikipedia) Förderentwicklung der 10 weltgrößten Erdölförderländer von 1970 bis 2004 Das Ölfördermaximum ( Peak Oil ) wird nach Schätzungen zwischen 2005 und 2035 erreicht kleine, dezentrale, regenerierbare Energiequellen benötigt Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 8

9 Energieautarke Systeme - Themenfeld Einsparung von Batterien durch effiziente Energiewandlung mit modularen, integrierbaren Mikrosystemtechnikkompatiblen Energiewandlerbausteinen für Wärme, Vibration, Bewegung Miniaturisierung von Energiewandlern durch neue Werkstoffe und alternative Bauweisen Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten durch nahezu unbegrenzte Formbarkeit Funktionsverbesserung führt zu effizienten kostengünstigen Systemen (Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung) Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 9

10 Energieautarke Systeme - Idee THERMOVOLTAIK - Strom aus Wärme Direkte Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie Anwendung des Seebeck-Effektes zwei unterschiedliche Metalle, die miteinander verbunden sind, zeigen an ihrer Anschlusstelle eine thermoelektrische Spannung, wenn entlang der Metalle ein Temperaturgefälle besteht Prinzipieller Aufbau (Quelle: Wikipedia) Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 10

11 Energieautarke Systeme - Idee THERMOVOLTAIK - Strom aus Wärme Erzeugung des Temperaturgradienten durch einen Wärmespeicher und einen Kühlkörper dadurch wird die Nutzung von zeitlichen Temperaturänderungen möglich Beispiele sind Temperaturänderungen durch Sonnenschein, Lüftung, Abwärme, Hautkontakt Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 11

12 Energieautarke Systeme - erste Ergebnisse THERMOVOLTAIK - Strom aus Wärme Messungen mit Thermogenerator T OUT T IN T KK U Th TOUT... äußere Temperatur TIN... innere Temperatur TKK... Kühlkörpertemperatur UTH... Thermospannung Temperaturdifferenz durch Öffnen und Schließen eines Fensters Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 12

13 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 13