Energieautarke Sensorknoten sollen die industrielle Vernetzung vereinfachen. Das WZL der RWTH Aachen und Vanguard Cybernetics entwickeln dafür eine modulare Plattform, die Umgebungsenergie nutzt und Batterien überflüssig machen soll.
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NRW-Umweltminister Oliver Krischer, Marc-André Weismüller, Heiko Johannsen (v.li.n.re.): Übergabe des Förderbescheids Anfang September in Düsseldorf.M. Kremer | PtJ
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• Das WZL der RWTH Aachen und Vanguard Cybernetics starten das Forschungsprojekt „Zero Negative Energy“.
• Entwickelt wird eine modulare Hardware-Software-Plattform für batterielose IIoT-Sensorknoten.
• Energy Harvesting und intelligentes Energiemanagement sollen energieautarken Betrieb ermöglichen.
• Weniger Wartungsaufwand, einfachere Nachrüstung bestehender Maschinen und Anlagen.
Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University entwickelt gemeinsam mit Vanguard Cybernetics eine neue Systemarchitektur für energieautarke Sensorknoten. Das Projekt „Zero Negative Energy“ soll die Grundlage für ein nachhaltiges Industrial Internet of Things (IIoT) schaffen. „Zero Negative Energy“ wird innerhalb von Grüne Gründungen.NRW gefördert.
Die Sensorknoten sollen unter geeigneten Bedingungen ausschließlich mit Energie aus ihrer Umgebung arbeiten. Batterien und damit verbundene Wartungsarbeiten könnten dadurch entfallen. Im Mittelpunkt steht eine modulare Hardware-Software-Plattform, die Ambient Energy Harvesting mit effizientem Energiemanagement, umweltverträglicher Energiespeicherung und Ultra-Low-Power-Mikrocontrollern kombiniert.
Wie steuert der Energy-Orchestrator den Energieverbrauch?
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Eine Schlüsselrolle übernimmt der sogenannte Energy-Orchestrator. Er soll Messungen, Datenverarbeitung und Funkkommunikation dynamisch an die verfügbare Energie anpassen. Auch notwendige Betriebsunterbrechungen und der anschließende Wiederanlauf sollen kontrolliert erfolgen.
Weniger Aufwand beim Retrofitting
Die Energieversorgung gilt als Herausforderung bei der Vernetzung bestehender Produktionsanlagen. Zusätzliche Leitungen erschweren die Nachrüstung. Batteriewechsel verursachen insbesondere bei schwer zugänglichen oder weit verteilten Sensoren erheblichen Aufwand. Die neue Architektur soll deshalb das Retrofitting erleichtern. Je nach Anwendung könnten Sensorknoten einfacher installiert, flexibler integriert und kompakter ausgeführt werden. Gleichzeitig sollen Ersatzbatterien und damit verbundene Material- und Wartungsaufwände entfallen.
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Wie wird die IIoT-Plattform getestet?
Am WZL wird die Plattform mit unterschiedlichen Sensoren und Funktechnologien kombiniert und in industriellen Anwendungsszenarien erprobt. Untersucht werden insbesondere der Energiehaushalt, das Betriebsverhalten und die Robustheit der Systeme. Ziel sind übertragbare Erkenntnisse für zuverlässige, ressourcenschonende und wartungsarme IIoT-Anwendungen.
Quelle: WZL der RWTH Aachen
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Was Sie zu energieautarken Sensorknoten wissen müssen
1. Was sind energieautarke Sensorknoten?
Industrielle Sensoreinheiten, die unter geeigneten Bedingungen Energie aus ihrer Umgebung nutzen und ohne Batterien arbeiten können.
2. Wie gewinnen energieautarke Sensorknoten ihre Energie?
Durch Ambient Energy Harvesting in Verbindung mit effizientem Energiemanagement und Energiespeicherung.
3. Welche Vorteile bieten energieautarke Sensorknoten beim Retrofitting?
Sie können die Nachrüstung vereinfachen und den Aufwand für Versorgungsleitungen und Batteriewechsel reduzieren.
4. Welche Rolle spielt der Energy-Orchestrator für energieautarke Sensorknoten?
Er passt Messungen, Datenverarbeitung und Funkkommunikation an die verfügbare Energie an.
5. Wo werden energieautarke Sensorknoten erprobt?
Am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen in industriellen Anwendungsszenarien.
