Schwingungsbasiertes Energy Harvesting auf Elektret- und Piezoelektretbasis

Mit dem Begriff „Energy Harvesting“ (auf Deutsch: „Energieernte“) wird die Erzeugung von elektrischer Energie aus Umgebungsquellen bezeichnet [1]. Diese können in unterschiedliche Kategorien eingeteilt werden, zum Beispiel mechanische, optische oder thermische Quellen. Beim schwingungsbasierten Energy Harvesting handelt es sich um die Umwandlung von Energie aus mechanischen Schwingungen in elektrische Energie. Eine typische Anwendung von Energy Harvesting ist die Versorgung von drahtlosen Sensornetzwerken.

Elektrete sind Materialien, die elektrische Ladungen quasipermanent speichern können [2]. Sie werden häufig in elektrostatischen Sensoren wie Elektretmikrofonen [3,4] oder Elektretbeschleunigungsaufnehmern eingesetzt [4,5], bei denen dann auf eine hohe Polarisationsspannung verzichtet werden kann. Piezoelektrete sind geschäumte Elektrete (zellulares Polypropylen), die aufgrund ihrer zellularen Struktur piezoelektrische Eigenschaften besitzen. Ihr Einsatz als hochempfindliche Mikrofone und Beschleunigungsaufnehmer wurde vorgestellt [4,6,7]. Im vorliegenden Beitrag wird schwingungsbasiertes Energy Harvesting auf Elektret- oder auf Piezoelektretbasis vorgestellt [8–11].