Flächige Druckkraftgeneratoren

• Umwandlung von dynamischen Druckbelastungen in elektrische Energie

• Nutzung des piezoelektrischen Effekts von PVDF-Folie

In diesem Projekt werden verschiedene Module aus PVDF-Folie (Polyvinylidenfluorid) entwickelt, die es erlauben die dynamischen Druckbelastungen in Böden direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Derartige Belastungen treten beim Begehen oder Befahren des Untergrundes auf. Durch Nutzung des piezoelektrischen Effektes werden in der Folie Ladungen generiert, die an Oberflächenelektroden abgegriffen werden können. Die Höhe der umgesetzten elektrischen Leistung hängt im hohem Maße vom Aufbau und Geometrie der Wandlermodule, sowie der Art und Beschaffenheit des Bodenbelages ab, unter dem die Wandlermodule angeordnet sind. Da mit zunehmender Größe der Module die Wahrscheinlichkeit steigt, dass sich elektrische Ladungen neutralisieren, mit kleiner werdenden Flächen aber der Aufwand für die elektronische Beschaltung steigt, besteht hier ein Optimierungsbedarf für den jeweiligen Einsatzfall. Im Unterschied zu bekannten Wandlermodulen, die Blei-Titanat-Zirkonat (PZT) als piezoelektrisch aktives Material nutzen, werden hier nur organische PVDF-Folien eingesetzt. Obwohl deren piezoelektrischen Eigenschaften nicht an die von PZT heranreichen, zeichnet sich PVDF durch eine Vielzahl von Vorteilen aus. Das Material ist äußerst flexibel und muss daher nicht vor Bruch u. dgl. geschützt werden. Die Herstellung von PVDF-Folie führt des weiteren zu deutlichen Kostenvorteilen gegenüber von PZT-Substraten. Es besteht keinerlei Einschränkung für großflächige Nutzungen.

 

Perspektivische Applikationsfelder

• Versorung von Sensorsystemen
• Autarke Sicherheitssysteme für Tunnel
• Zentren mit großem Publikumsverkehr
• Bodengebundene Verkehrsknoten jeglicher Art