Integration von kinetischen Umgebungsenergiewandlern in energieautarke Sensorsysteme für Industrie 4.0-Anwendungen

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Als Schlüsselelement für die Realisierung der Vierten Industriellen Revolution – auch Industrie 4.0 genannt – ist die umfassende Erfassung von Zustandsdaten von Fabriken, Anlagen, Maschinen und Maschinenelementen und deren Umfeld notwendig. Die hierfür erforderlichen Sensoren müssen vernetzbar und in großer Stückzahl, sowie mit hoher Lebensdauer verfügbar sein. Die Einsatzorte dieser Sensoren sind häufig unzugänglich oder in rauer Umgebung, sodass industrierobuste Energieversorgungen über Kabel oder Batterie teils nur mit hohem Kostenaufwand möglich sind. Primär- und sekundärbatteriebasierte Systeme erweisen sich neben den Initialkosten auch bedingt durch den Wartungsaufwand als kostspielig hinsichtlich der Lebensdauerzykluskosten. Energy-Harvester können basierend auf der Umwandlung von Vibrationen oder Schocks in elektrische Energie eine energetisch unbegrenzte Lebensdauer ermöglichen. Diese Arbeit befasst sich mit der Integration derartiger kinetischer Umgebungsenergiewandler in Sensorsysteme für künftige Industrie 4.0-Anwendungen.