Energieautarke Mikrosysteme unter Ausnutzung mikromechanischer Energiewandler

Abstract:
In der vorliegenden Arbeit werden resonante mikromechanische Energiewandler untersucht. Sie basieren auf elektromechanisch gekoppelten Feder-Masse-Systemen, die aufgrund eines physikalischen Wandlungsprinzips (induktiv, piezoelektrisch und kapazitiv) in der Lage sind, mechanische Vibrationen in elektrische Energie zu wandeln. Nach einer groben Einführung in die Grundlagen der resonanten Energiewandlung werden die drei physikalischen Prinzipien kurz umrissen und im Hinblick auf die elektrische Energiedichte, das Skalierungsverhalten und die mikrotechnologische Herstellbarkeit verglichen. Des Weiteren werden sowohl ein neuer MEMS-basierter Ansatz eines kapazitiven als auch eines piezoelektrischen Energiewandlers vorgestellt. Abschließend wird näher auf alternative mikromechanische Energiewandler für den Einsatz im Automobilbereich eingegangen. Hierbei werden Wandlerkonzepte vorgestellt, die mittels nicht-resonanter Anregung betrieben werden können.