Forum: HF, Funk und Felder Electromagnetic Harvester


von EMV (Gast)


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Hallo,

ich interessiere mich für o.g. Thema. Ich bin durch folgenden Bericht 
darauf gestoßen.

http://www.mobilegeeks.de/electromagnetic-harvester-deutscher-student-zapft-strom-durch-die-luft-ab/

Da ich nirgends eine explizite technische Beschreibung dazu gefunden 
habe wollte ich euch mal fragen, wie dies technisch umsetzbar ist. 
Vielen Dank.

Gruß EMV

von Mike (Gast)


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Ist quatsch, das funktioniert nicht! Hochspannungsleitungen oder auch 
die Kaffeemaschine strahlen bei weitem nicht genügend Energie ab, um mit 
so einem kleinen Ding genügend Energie "einzufangen" um gar die 
Selbstentladung eines Akkus zu kompensieren.

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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Nein das ist kein Quatsch!
1. Frag deinen Opa, die haben früher in der Gartenlaube etliche Meter 
Draht zwischen zwei Bäumen gespannt. Eine Glühlampe rangehangen und die 
Energie von Radiosendern geerntet. Nur nannten die es nicht Energy 
Harvesting.

2. Die Netzbetreiber der großen Freileitungen haben an ihren Masten und 
Kabeln Sensoren die u.a. Temperaturen erfassen. Damit optimieren die den 
Durchfluss durch ihre Leitungen. Diese Sensoren werden durch diese 
Methode mit Energie versorgt.

http://www2.ece.ohio-state.edu/~guof/Energy_Harvesting_Devices_High_Voltage_Transmission_Line_Monitoring_Feng.pdf

Grüße

von Mike (Gast)


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>Nein das ist kein Quatsch!
Es ist Quatsch! Es sei denn dein Opa lebt(e) gleich neben einem 2000 kW 
Mittelwellensender!


>Die Netzbetreiber der großen Freileitungen haben an ihren Masten und
>Kabeln Sensoren die u.a. Temperaturen erfassen...
Und wie nahe liegen diese Sensoren an der Leitung?

von Dr. S. (dr_schaefer)


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Klar, gehen tut das. Die Energie, die man aus den Feldern einer 
"normalen" Umgebung bekommt ist halt sehr klein.

In dem Artikel fehlen die Details wahrscheinlich, weil der Typ irgendwas 
mit "Design Photography" macht. Also eher untechnisch...

Soweit ich weiß ist sowas aber in Deutschland verboten. Würde mich sehr 
interessieren, falls da jemand mehr drüber weiß, zB ob es in bestimmten 
Frequenzbereichen vielleicht doch erlaubt ist, oder wo die Grenze 
zwischen "ich hab ne normale Antenne" (die belastet das Feld ja auch) 
und "ich verwende die Enerige auch noch für was anderes" ist.

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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Mike schrieb:
>>Nein das ist kein Quatsch!
> Es ist Quatsch! Es sei denn dein Opa lebt(e) gleich neben einem 2000 kW
> Mittelwellensender!

Nein das waren Berliner Laubenpieper die seinerzeit den RIAS beklaut 
haben.
Der RIAS sendete seinerzeit sein UKW-Signal im Megawattbereich.

von Mike (Gast)


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Es gibt Grenzwerte, wieviel Elektrosmog wir ausgesetzt werden dürfen. 
Auch wenn man elektrische  magnetische  elektromagnetische Felder 
messen und nutzen kann, bedeutet noch lange nicht dass sie stark genug 
sind, um sie als Energiequelle nutzen zu können. (Vorausgesetzt man ist 
nicht gerade in nützlicher Nähe eines kräftigen Senders, Handys, 
Starkstromleitung, RFID-Scanners etc...)

Wenn man in einem städtischen Gebiet einfach mal die HF-Leistung über 
eine breitbandige gute Rundstrahlantenne aufnimmt kommt man 
durchschnittlich auf etwa -40dBm:
==> -40dBm = 100nW, an 50 Ohm => 2.24mV * 44.7uA

Wenn man dann noch ein einem Bürogebäude ist (mit zahlreichen WLANS, 
DECT-Telefonen, Handys, inkl. NF-Netzbrumm) kommt man durchschnittlich 
auf etwa -30dBm:
==> -30dBm = 1uW, an 50 Ohm => 7.1mV * 144uA

Das sind realistische und durchschnittliche Werte, wer das anzweifelt 
darf selber Messungen durchführen.

Aber wir wollen mal grosszügig sein und nehmen das 10-fache an, also 
-20dBm = 10uW und versuchen damit einen Handy-Akku zu laden: 3.6V @ 
2500mAh

Nehmen wir dann noch an, dass Gleichrichter, Spannungswandler, 
Laderegler und Akku einen unrealistischen Wirkungsgrad von 100% haben, 
dann ergibt sich eine Ladedauer von:

I = 10uW / 3.6V = 2.76uA
t = 2500mAh / 2.76uA = 900000h = 102.7 Jahre !

Und nun die Quizfrage: Wie lange kannst man einen Akku rumliegen lassen, 
bis er sich selbst entladen hat? Selbst ohne Standby-Current durch ein 
Gerät schätze ich 3..12 Monate!

von Mike (Gast)


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>Da ich nirgends eine explizite technische Beschreibung dazu gefunden
Jetzt rate mal, wieso Du nirgends eine korrekte Beschreibung finden 
kannst?

Trotzdem kann man sogenannte Energy-Harvesting Geräte kaufen, aber ich 
habe noch keines gesehen, dass ohne Solarzellen auch wirklich 
funktioniert!

Naja, die Sonnenleistung liegt auch in der Grössenordnung von 1kW/m^2 
bzw. 100mW/cm2. Selbst bei einem Wirkungsgrad von 10% liegt man da pro 
cm2 noch um ein Faktor 1000 über dem obigen Rechenbeispiel!

von Dr. S. (dr_schaefer)


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Natürlich lädt man mit sowas keinen Handyakku, mach ja auch wie du 
vorgerechnet hast keinen Sinn. Damit lädt man eher einen <<1mWh Akku, am 
besten Solid-State mit Selbstentladung von wenigen % im Jahr.

Versorgt wird damit auch kein Handy oder irgend ein (beliebiges) anderes 
Consumer-Produkt. Dafür ist viel zu wenig Leistung da, das ist nur 
Marketing, Werbung oder von Journalisten falsch verstanden.

Damit misst man ein paar mal am Tag zB Temperatur und schickt das über 
ein Drahtlosnetzwerk. Dafür sind 1-10µW ausreichend. Irgendwo muss 
natürlich ein Access Point rumstehen, der die Daten entgegennimmt und an 
einer vernünftigen Stromversorgung hängt.

Mike schrieb:
> Trotzdem kann man sogenannte Energy-Harvesting Geräte kaufen, aber ich
> habe noch keines gesehen, dass ohne Solarzellen auch wirklich
> funktioniert!
Genau, weil dieser ganze bereich noch keinen richtigen Markt hat. Die 
einzige Firma die ich kenne die damit Geld verdient ist EnOcean, alle 
anderen leben von Risikokapital.

Alles im Bereich Energy Harvesting außer Solar braucht man (noch) nicht 
im Consumer-Bereich!

Vielleicht kommt irgendwann mal ein Pulsgurt oder Schrittzähler raus, 
der keine Batterien mehr braucht, aber wenn ich mir die meisten Produkte 
so anschaue, geht der Verbrauch eher nach oben und nicht nach unten.

Die ganzen Energy Harvesting Quellen sind nun mal begrenzt und man kann 
im Prinzip nur den Wirkungsgrad der Generatoren und Schaltungen 
verbessern.

von Peter S. (psavr)


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@Dr. Schäfer
>Soweit ich weiß ist sowas aber in Deutschland verboten. Würde mich sehr
>interessieren, falls da jemand mehr drüber weiß, zB ob es in bestimmten
>Frequenzbereichen vielleicht doch erlaubt ist, oder wo die Grenze
>zwischen "ich hab ne normale Antenne" (die belastet das Feld ja auch)
>und "ich verwende die Enerige auch noch für was anderes" ist.
Ich frage mich ernsthaft, auf welchem Gebiet du deinen Doktortitel 
gemacht hast: Elektrotechnik und Jura schliesse ich aus, es bleiben 
Medizin? Kunst? Philosophie? Theologie? Esoterik?

von Daniel F. (df311)


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sowas hatte ich mal in physik als übungsaufgabe (unter totaler ignoranz 
jeglicher verluste und unter der annahme eines idealen universums, etc. 
- so das übliche halt)

bei einer leistung von 50kW, einer antennenlänge von 10m und einer 
abgegriffenen spannung von 12V war der gesuchte abstand in der 
größenordnung von einem km (kann mich an die zahl nicht mehr genau 
erinnern, war ca. 1,5km oder sowas).

solange das nur einer macht geht es (verbotenerweise), aber da der 
mensch ein rudeltier ist, der die größten dummheiten immer gleich 
nachmacht fällt das in recht kurzer zeit auf. dann wirds teuer...

von Dr. S. (dr_schaefer)


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Peter S. schrieb:
> Ich frage mich ernsthaft, auf welchem Gebiet du deinen Doktortitel
> gemacht hast:

Den Begriff "Nickname" hast du schon mal gehört?

Und ansonsten auch was qualifiziertes bei zu tragen, oder nur sinnlose 
Beleidigungen?

Daniel F. schrieb:
> (verbotenerweise)

Würde mich immer noch interessieren, wo man nachlesen kann, dass es 
verboten ist.

von Peter S. (psavr)


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>Soweit ich weiß ist sowas aber in Deutschland verboten.
>...(verbotenerweise)...
Blödsinn, das ist nicht verboten! Sonst soll mir mal einer das 
entsprechende Gesetz/Rechtsgrundlage zeigen.

Ein Sender Strahl seine Leistung einfach ab und es ist dem Betreiber 
egal, wer und wo die Energie absorbiert wird. 99.999999% wird eh 
ungenutzt im Boden, in der Atmosphäre oder sonst irgendwo verheizt.

Ist wie mit dem Licht einer Strassenbeleuchtung. Es ist nicht verboten, 
dieses in Dein Wohnzimmer scheinen zu lassen, und Du musst auch keine 
Busse bezahlen, weil Das Licht siehst und Deine Augen nicht geschlossen 
hast.

Ein Sender wird durch mehr oder weniger Empfangsantennen nicht stärker 
belastet, der sieht einfach die Impedanz der Sendeantenne.

von Peter S. (psavr)


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Dr. Schäfer schrieb
>Und ansonsten auch was qualifiziertes bei zu tragen, oder nur sinnlose
>Beleidigungen?
Sorry, war nicht als "Beleidigung" gedacht. Ich wollte nur witzeln, dass
ein Jurist wissen müsste, dass es kein Gesetz gibt welches Energy- 
Harvesting verbietet und ein Elektrotechniker wissen müsste, dass
es einem Sender egal ist wie viele Antennen sein Signal aufschnappen
und was sie damit machen. Der strahlt einfache seine Leistung ab, so wie
eine Lampe oder die Sonne!

Dr. Schäfer schrieb:
>Soweit ich weiß ist sowas aber in Deutschland verboten.
und Dr. Schäfer schrieb auch:
>Würde mich immer noch interessieren, wo man nachlesen kann, dass es
>verboten ist.
==>Erst meinst Du was zu wissen und dann fragst Du Dich wie/was/wo?

von Dr. S. (dr_schaefer)


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Ahso, hab ich wohl falsch verstanden...
Naja, ich habe schon öfters gelesen, leider ohne Quelle, das es da vor x 
Jahren diese Schrebergärten gab, die sich aus dem Radiosender in der 
nähe versorgt hätten und deswegen angeblich ein Gesetz 
erlassen/erweitert wurde, das den Empfang von Radiosignalen nur zum 
Radiohören erlaubt.

Ist das dann eine Urban Legend?

Bei Stromdiebstahl hab ich zumindest in Wikipedia nur das gefunden:
http://de.wikipedia.org/wiki/Entziehung_elektrischer_Energie#Grundtatbestand

"Umstritten ist dagegen, ob eine indirekte Übertragung etwa durch 
Induktion ausreicht."  -  Auch ohne Quelle...

von Dr. S. (dr_schaefer)


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Peter S. schrieb:
> Erst meinst Du was zu wissen und dann fragst Du Dich wie/was/wo?

Naja, "soweit ich weiss" bedeutet zumindest in meinem Sprachverständnis 
irgendwas zwischen "eventuell" und "habe ich mal gehört" :-)

von Peter S. (psavr)


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>..und versuchen damit einen Handy-Akku zu laden: 3.6V @ 2500mAh
2500mAh ist etwas hoch gegriffen für ein Handy-Akku. Smartphones-Akkus 
haben meist etwas zwischen 1000...2000mAh. Bleibt dennoch noch völlig 
unrealistisch, die mit 1..10uW Leistung laden zu wollen!

von Daniel F. (df311)


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Dr. Schäfer schrieb:
> Daniel F. schrieb:
>> (verbotenerweise)
>
> Würde mich immer noch interessieren, wo man nachlesen kann, dass es
> verboten ist.

keine ahnung, das verbotenerweise habe ich nur vom aufgabenzettel 
übernommen...

mal abgesehen davon, dass ich nicht unbedingt einen km von einem 
50kW-sender entfernt wohnen möchte - mi zunehmender entfernung geht die 
abgreifbare spannung schnell nach unten (irgendwas mit quadrat der 
entfernung oder so).
und dann hat die antenne schnell unhandliche ausmaße ;-)

von Peter S. (psavr)


Angehängte Dateien:

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>mit zunehmender entfernung geht die abgreifbare spannung schnell nach
>unten (irgendwas mit quadrat der entfernung oder so).
Logarithmisch zur Distanz und Frequenz.

Ich habe hier noch ein Excel-Sheet angehängt mit dem lassen sich die 
theoretischen Empfangspegel bequem berechnen (Abhängig von der Frequenz, 
Distanz, Sendepegel, Gewinn der Sende- und Empfangantenne)

Formeln gemässs 
http://www.meconet.de/de/service/hochfrequenz/freiraumdaempfung/index.html

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Peter S. schrieb:
>>mit zunehmender entfernung geht die abgreifbare spannung schnell nach
>>unten (irgendwas mit quadrat der entfernung oder so).
> Logarithmisch zur Distanz und Frequenz.

Die Spannung sinkt linear mit der Entfernung, die Leistung quadratisch, 
wenn ich mich richtig erinnere.

von Patrick C. (pcrom)


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Frage an EMV : Was wollst du genau machen ? Es gibt mehrere methoden z.B 
:
* Benutze temperatur-differenz
* Benutze sonnen-strahlung
* Benutze die EMV-stralung von irgendeinem Sender (siehe link zum 
Kristallradio)
* Benutze Vibrierung
* Benutze die stralung von einen eigenen gesetzten wireless power supply


Auch wird die Energy Harvesting oft benutzt um laegner mit eine Batterie 
arbeiten zu koenen

Einige links im netz fuer Energy Harvesting :

http://www.ti.com/ww/en/apps/energy-harvesting/index.shtml?DCMP=MSP430_Energy&HQS=Other+OT+430energy

www.enocean.com

http://de.wikipedia.org/wiki/Kristallradio (schon in 1920)

https://www.sparkfun.com/products/9946

http://www.microstrain.com/energy-harvesting/harvesters

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