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Die Hitze nutzen: So erzeugt man Strom aus Wärme

Beim Energy Harvesting wird Umgebungsenergie aus Licht, Bewegung, Wärme oder Strahlung in nutzbare elektrische Energie umgewandelt. Die Wärme einer Hand reicht, um eine LED leuchten zu lassen.

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Die Hitze nutzen: So erzeugt man Strom aus Wärme

(Bild: Hack A Robot)

Ein kurzes Video auf der Webseite der Projektgruppe Hack A Robot aus dem kalifornischen San Jose zeigt, dass sich die Temperaturdifferenz zwischen einer Handfläche und der Umgebung zur Erzeugung elektrischer Energie nutzen lässt: Kurz nachdem die Hand auf der Oberfläche des Peltier-Elements gelegt wurde, beginnt eine LED zu leuchten.

Kern der Schaltung ist der Step-up-Konverter LTC3108 von Linear Technology, der zum Beispiel auch im Prototypen eines Energy-Harvesting-Rings steckt, den Sean Hodgins im Dezember 2013 vorstellte. Das Bauteil ist speziell auf Energie-Harvesting mit Peltier-Elementen ausgelegt und wandelt minimale Gleichspannungen (ab 20mV) in höhere um – zwischen 2,35V und 5V. Als Pufferspeicher dient ein Superkondensator mit einer Kapazität von 1 Farad. Zu Beginn ist dieser komplett entladen. Sobald die Handfläche auf dem Peltier-Element liegt, wird der Kondensator geladen; ist die nötige Schwellenspannung überschritten, leuchtet die LED.

Peltier-Elemente wandeln als thermoelektrischen Generatoren entweder durch den sogenannten Seebeck-Effekt Temperaturdifferenzen in elektrische Spannung um und kommen etwa bei Campingkochern zum Einsatz, die Smartphones über offener Flamme laden. Alternativ kann man sie auch als aktive Kühlung verwenden, wobei eine angelegte Spannung am Peltier-Element die gewünschte Temperaturdifferenz erzeugt.

(Peter König) / (pek)