Ideen für eine Beteiligung an der aktuellen Ausschreibung des
Werbung
UST - Kompetenz in keramischer Sensorik 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 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 1 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik Rahmenprogramm „Mikrosysteme“ • Die Mikrosystemtechnik spielt in Deutschland eine zentrale Rolle für Wachstum und Beschäftigung • 680.000 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) 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 2 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik 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) 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 3 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik 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) 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 4 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik Energieautarke Systeme - Hintergrund • Preisentwicklung - „Die Energie wird teurer“ 350.00 Rohölpreis 300.00 Einfuhrpreise für Rohöl und Erdgas im Zeitraum 1991 bis 2005 250.00 €/t 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Jahr 16.00 Einfuhrpreis Erdgas 14.00 12.00 Cent / m 3 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 (Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) Jahr 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 5 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik Energieautarke Systeme - Hintergrund • Preisentwicklung - „Die Energie wird teurer“ 20.00 Strompreis Haushalte 18.00 16.00 Durchschnittspreise für elektrische Energie und für Normalbenzin für den Endverbraucher im Zeitraum 1991 bis 2005 14.00 Cent / kWh 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Jahr 1.20 Durchschnittspreis Normalbenzin 1.00 €/l 0.80 0.60 0.40 (Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) 0.20 0.00 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Jahr 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 6 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik Energieautarke Systeme - Hintergrund • Primärenergieverbrauch - „Die Energie wird teurer“ Statistik und Prognose des Weltenergieverbrauches (1btu = 1055J) (Quelle: USA-Ministerium für Energie) 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 7 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik Energieautarke Systeme - Hintergrund • begrenzte Ressourcen - „Die Energie wird teurer“ Förderentwicklung der 10 weltgrößten Erdölförderländer von 1970 bis 2004 (Quelle: Wikipedia) Das Ölfördermaximum („Peak Oil“) wird nach Schätzungen zwischen 2005 und 2035 erreicht ¬kleine, dezentrale, regenerierbare Energiequellen benötigt 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 8 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik 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) 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 9 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik 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) 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 10 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik 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..... 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 11 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik Energieautarke Systeme - erste Ergebnisse • THERMOVOLTAIK - Strom aus Wärme Messungen mit Thermogenerator 3600 2300 3500 2200 T OUT T IN T KK U Th 3400 2100 3300 2000 3200 1900 3100 1800 3000 1700 2900 1 1025 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation TOUT.... äußere Temperatur TIN .... innere Temperatur TKK .... Kühlkörpertemperatur UTH .... Thermospannung Temperaturdifferenz durch Öffnen und Schließen eines Fensters 12 UST - Kompetenz in keramischer Sensorik Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 2006-03-31 2. Konferenz - Trends in der Gebäudeautomation 13
