Energie aus der Umgebung: Intelligente IoT-Lösungen mit Indoor Energy Harvesting

Für einen europäischen Gerätehersteller haben wir ein Konzept entwickelt, um zu prüfen, ob ausreichend Licht und Luftströmung vorhanden sind, um Sensoren autonom mit Energie zu versorgen. Dieses Projekt ist Teil einer breiteren Entwicklung hin zu energieeffizienten und wartungsarmen IoT-Lösungen.

Was ist Energy Harvesting?

Energy Harvesting ist eine Technologie, bei der Energie aus der unmittelbaren Umgebung in nutzbare elektrische Energie umgewandelt wird. Dazu zählen beispielsweise Licht, Wärme, Vibrationen oder Luftströmungen.

Anstatt traditionelle Batterien zu verwenden oder diese regelmäßig austauschen zu müssen, ermöglicht Energy Harvesting einen langfristigen und oft vollständig autonomen Betrieb von Geräten. Dadurch werden nicht nur Wartungskosten reduziert, sondern auch Nachhaltigkeit und Flexibilität von IoT-Anwendungen erhöht.

Intelligente Energie aus Licht und Luft

Im Rahmen dieses Projekts haben wir eine intelligente Lösung entwickelt, die Energie aus zwei Quellen gewinnt: Innenbeleuchtung und Luftströmungen.

Die integrierte PV-Zelle (Solarzelle) ist speziell für den Einsatz in Innenräumen optimiert und kann selbst künstliches Licht effizient in Energie umwandeln.
Zusätzlich wird eine kompakte Windturbine — realisiert mit einem Gleichstrommotor — eingesetzt, um Energie aus vorhandenen Luftbewegungen zu gewinnen.

Diese Kombination macht das System robuster und weniger abhängig von einer einzelnen Energiequelle.

Zuverlässige Energiespeicherung und Betriebssicherheit

Die erzeugte Energie wird zunächst in einem Superkondensator gespeichert, der eine schnelle Energieaufnahme und eine lange Lebensdauer gewährleistet.

Um auch bei geringer oder schwankender Energiezufuhr einen stabilen Betrieb sicherzustellen, wurde das System mit Batterien ergänzt. Diese übernehmen automatisch, wenn die verfügbare Umgebungsenergie nicht ausreicht. Diese hybride Energieversorgung kombiniert nachhaltige Energie mit zuverlässiger Backup-Kapazität.

Das Ergebnis: ein IoT-Sensor, der unter allen Bedingungen kontinuierlich betriebsbereit bleibt.

Vorteile dieses Ansatzes

• Optimiert für Innenbeleuchtung (Indoor-PV)
• Mehrere Energiequellen: Licht und Luftströmung
• Intelligente Kombination aus Superkondensator und Batterie
• Automatische Energieübernahme für maximale Kontinuität
• Wartungsarm und für den langfristigen Einsatz geeignet
• Ideal für Gebäude, Industrie und Smart Environments

Einsatz in verschiedenen Umgebungen

Mit dieser Technologie machen wir IoT-Systeme nicht nur energieeffizienter, sondern auch zuverlässiger und einfacher einsetzbar. Die Lösung eignet sich besonders für Anwendungen wie Smart Buildings, industrielle Überwachung und andere Umgebungen, in denen Verkabelung oder regelmäßige Wartung schwierig oder kostspielig sind.