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Die Technology des Energy Harvesting benutzt Umgebungsenergie wie Licht, Wärme oder Vibration, um kleine elektrische Komponenten und Systeme mit elektrischer Energie zu versorgen. Dabei finden Energiewandler wie Solarzellen, Thermogeneratoren oder Vibrationswandler Verwendung, um die Umgebungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln. So können dann Batterien wieder aufgeladen werden oder direkt Komponenten wie Sensoren, Funksender, Mikrokontroller oder Displays versorgt werden. Auf diese Weise werden Nachladen am Stromnetz und Kabelverbindungen überflüssig bzw. das Austauschen von Batterie vermieden. Es lassen sich so in hohem Maße Kosten für Wartung einsparen. Speziell in mobilen Anwendungen und Geräten ist diese Technologie gewinnbringend, da die Mobilität deutlich unterstützt wird. Andere Anwendungen, wie z.B. solche an unzugänglichen Stellen, werden durch diese autarke Energieversorgung erst möglich.

Für die Auslegung der Energiewandler sind Kenntnisse der Eigenschaften der nutzbaren Energiequellen essenziell. Erst durch geeignete Anpassung an diese Energiequellen wird eine akzeptable Wandlungseffizienz zwischen Umweltenergie und elektrischer Energie erreicht.

Speziell bei der Nutzung von Vibrationen an Maschinen, Motoren oder Fahrzeugen ist eine genau Kenntnisse der Eigenschaften wie Frequenzbereich und minimale und maximale Beschleunigungswerte wichtig. Problematisch bei bewegten Anwendungen wie Containern, Fahrzeugen und Flugzeugen ist die Abhängigkeit des Vibrationsspektrums von der Geschwindigkeit.

Für mobile Energy-Harvesting-Anwendungen wurde am Fraunhofer IIS ein Datenlogger mit GPS-Navigationsmodul entwickelt. Der Datenlogger misst mit einem dreiachsigen Beschleunigungssensor die Vibration in allen drei Achsen. Das GPS-Modul zeichnet die aktuelle Position auf, aus der dann die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts bestimmt werden kann. Mit Hilfe dieses Systems werden nun an beliebigen Objekten die vorhandenen Vibrationen in Abhängigkeit der Geschwindigkeit charakterisiert. Damit können Aussagen über die Leistungsausbeute von verfügbaren Vibrationswandlers getroffen werden und so die Anwendung für den Einsatz von Energy Harvesting bewertet werden.

Für eine maximale Leistungsausbeute eines Vibrationswandlers muss dessen Resonanzfrequenz mit der Frequenz der Erregung übereinstimmen. Mit den gewonnen Vibrationsspektren können Vibrationswandler direkt für bestimmte Anwendungen und Einsatzfälle entwickelt und abgestimmt werden. Die Vibrationsspektren können im Labor mit Vibrationsgeneratoren, sogenannten Shakern, nachgebildet werden, um Vibrationswandler geeignet zu dimensionieren und abzustimmen und so die mögliche elektrische Leistungsausbeute zu maximieren.

Der Datenlogger besitzt auch eine Schnittstelle in Form von mehreren Analog-Digital-Wandlern zur Messung weiterer Sensorparameter. Damit kann während einer Messfahrt auch gleich die Leistungsfähigkeit von Vibrationswandlern beispielsweise durch Messung und Aufzeichnung der Ausgangsspannung überprüft werden. Das Fraunhofer IIS bietet mit dem Datenlogger solche Charakterisierungen interessierten Anwendern als Service an. Erste Testfahrten finden in PKWs und Eisenbahnwaggons statt.