Energy Harvesting Der Turnschuh als Kraftwerk

Laufschuh mit »Swing Harvester«: Der Schuh erkennt, wenn er angezogen wird und schnürt selbstständig zu bzw. auf.
Laufschuh mit »Swing Harvester«: Der Schuh erkennt, wenn er angezogen wird und schnürt selbstständig zu bzw. auf.

Für Wearables sind Energy Harverster eine gute Alternative zur Batterie als Stromquelle. Die Hahn-Schickard-Gesellschaft hat nun zwei Harvester entwickelt, die Energie aus der menschlichen Bewegung »ernten«.

Wearables erfreuen sich wachsender Beliebtheit, vor allem im Fitness-Bereich sind sie in Form von Armbändern, die die Schrittfrequenz, den Puls usw. zählen, zu finden. Als Stromquelle dienen zumeist Batterien bzw. Akkus, die entweder gewechselt oder wieder aufgeladen werden müssen. Dieses Problem ließe sich mit Energy Harvester umgehen, welche direkt am Körper beispielsweise aus der menschlichen Bewegung Energie für den Betrieb der Wearables generieren.

Entwickler vom Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft, kurz: HSG-IMIT, haben nun zwei Harvester entwickelt: Der »Shock Harvester« nutzt den Impuls beim Auftreten der Ferse, um Energie zu gewinnen, der »Swing Harvester« erzeugt aus der Schwungbewegung des Beines beim Gehen Strom. Integriert in die Schuhsohle erzeugen beide Geräte Energie. Klevis Ylli, projektverantwortlicher Mitarbeiter am HSG-IMIT, erklärt, wie es zu dieser Entwicklung kam: »Beide Harvester wurden im Rahmen von öffentlichen Projekten mit definierten Zielapplikationen entwickelt: der »Shock Harvester« um die Batterie eines Indoor-Navigationssystems zu laden und deren Lebenszeit zu erhöhen; der »Swing Harvester« als Teil eines sich selbst-schließenden Schuhs für bewegungseingeschränkte Menschen. Dabei erkennt der Schuh wenn der Benutzer ihn anzieht und schnürt sich selbstständig zu bzw. öffnet sich automatisch bei Bedarf.«

Induktion als Grundprinzip

Beide Harvester nutzen als das physikalische Prinzip der Induktion: Aus der Bewegung zwischen Magneten und Spule wird elektrische Leistung erzeugt. Die Bewegung des Magnetfeldes an einer spule vorbei erzeugt an dieser Stelle eine induzierte Spannung. Mit der so in den beiden Geräten erzeugten Spannung konnten Daten bis zu siebenmal pro Sekunde über eine Distanz von 10 Meter an ein Smartphone gesendet werden. Nun arbeiten die Entwickler an einer verbesserten Nutzung der beim Gehen erzeugten Energie.