Halbleitertechnik Der LED fehlt der Doppelpfeil

Einfach selbst ausprobieren

Für Neugierige und Skeptiker hier ein Vorschlag für einen einfachen Versuch: Nehmen Sie eine beliebige LEAD, schließen diese an einen Oszilloskop-Tastkopf an und richten die LEAD anschließend auf eine leuchtende Leuchtstoffröhre. Sofort erscheint auf dem Bildschirm des Oszilloskops ein Signal mit dem unverwechselbaren 100-Hz-Flackern. Aus Stichproben hat sich ergeben, dass monochrome LEADs in transparentem Gehäuse und großem Abstrahlwinkel, ca. 60°, gute Ergebnisse liefern.

Wen der Ehrgeiz gepackt hat, der kann die LEAD außerdem mit einem Widerstand im sehr hohen kΩ-Bereich belasten und die Beleuchtungsstärke, die LEAD-Art und die Lichtquelle variieren. Reihen- und Parallelschaltungen von LEADs runden die Versuche ab. Die Königsdisziplin ist dann, die optimierte LEAD-Anordnung mit einem Energy-Harvesting-Spannungswandler und Energiespeicher auszustatten. Aber hier gilt die alte Regel: Der Kriechstrom und ein einzelner schlechter Wirkungsgrad sind der Tod des Energy Harvester.

Vielversprechendes Potenzial

Dieses Energy-Harvesting-Konzept ist sehr vielversprechend. In der Beispielrechnung wurden die Wirkungsgrade bewusst konservativ angenommen. Weiterhin bezieht sich das Beispiel auf nur eine LEAD, die zudem auch nicht für eine Energieerzeugung ausgelegt ist. Die Themen LEAD-Optimierung und Reihen- oder Parallelschaltung in einem Gehäuse sind ebenfalls noch nicht betrachtet.

Vorteilhaft beim Einsatz von LEADs ist, dass durch die Auswahl der LEAD eine optimale Anpassung an das für die Energiegewinnung zur Verfügung stehende Lichtspektrum erfolgen kann. Solarzellen sind sehr auf den langwelligen Bereich ausgerichtet. Versuchen Sie doch mal in einem Raum, der mit LED-Leuchtmitteln beleuchtet wird, einen aktuellen Solartaschenrechner zu betreiben.

Bereits jetzt eignen sich LEADs für das Energy Harvesting in Funksensoren. Eine Optimierung der Bauweise mit dem Ziel, den photovoltaischen Effekt zu steigern, ist sicherlich möglich, sollte jedoch nicht unbedingt der erste Schritt sein. Denn der größte Vorteil, der für den Einsatz von LEADs als Energy Harvester spricht, ist ihr durch die Massenproduktion niedriger Preis. Und dieser Vorteil könnte verloren gehen, wenn LEADs – quasi in Kleinserie – für das Energy Harvesting optimiert würden. Übrigens: „led“ ist die Vergangenheitsform von „lead“.

Literatur

[1] Meli, M.; Roth, N.: Energy Harvesting für eingebettete Systeme – LEDs und Photodioden als Energiequelle. Elektronik Power, Mai 2016, S. 18.

Der Autor

 

Dipl.-Ing. Arno Erzberger

hat Maschinenbau mit der Vertiefung Mess- und Regelungstechnik an der Universität Karlsruhe studiert. Seine berufliche Laufbahn startete er anschließend in der Sensorentwicklung. Es folgten Tätigkeiten im Elektronikvertrieb und schließlich als globaler Produktmanager für Sensorik und Funkelektronik auf Basis von Energy Harvesting. Aktuell analysiert und bewertet Arno Erzberger neue Technologien und Systemansätze auf ihr technisches und kommerzielles Innovationspotenzial.

 

arnoerzberger@web.de