LOW POWER WEATHER CAPTURING
Energy Harvesting
„Wir haben unsere Umwelt so radikal verändert, dass wir uns jetzt selber ändern müssen, um in dieser neuen Umwelt existieren zu können.“
Norbert Wiener (1894-1964), amerik. Mathematiker
Idee
Dass die Klimaerwärmung weiter voranschreitet, ist sehr beunruhigend. Darum entwickeln viele große Unternehmen neue und effizientere Technologien um den Energieverbrauch der Welt zu senken. Eine dieser Techniken nennt sich „Energy Harvesting“, was soviel wie „Energie ernten“ bedeutet.
Es werden kleinste Energiemengen aus der Umwelt, wie zum Beispiel aus Licht oder Wärme, gesammelt und gespeichert. Die gewonnene Energie dient dann zur Versorgung eines Sensors der mit einem Funkmodul ausgestattet ist. Damit wird eine drahtlose Messdatenerfassung ermöglicht, ohne von einer Versorgung vom Netz beziehungsweise einer Batterie abhängig zu sein.
Messdaten
Um ein möglichst großes Spektrum an unterschiedlichen Daten auswerten und
miteinander vergleichen zu können, werden verschiedene Sensoren eingesetzt. Unter anderem wird die Temperatur eines Abwasserkanals mit einem sich über die Temperatur änderten Widerstand (PT100) gemessen.
Des Weiteren sollen 2 Ultraschallsensoren am Kanal angebracht werden, um die Durchflussgeschwindigkeit und den Füllstand zu erfassen. Dazu müssen die Sensoren um 90° versetzt installiert werden. Die Ergebnisse werden vom Prozessor weiterverarbeitet, sodass die ungefähre Durchflussgeschwindigkeit des Wassers und der Füllstand des Kanals als Ergebnis an den Umweltdatenbankserver gesendet werden.
Da auch der Stromverbrauch der ganzen Platine von Interesse ist, soll ein sogenanntes „Strom Monitoring“ durchgeführt werden. Falls der Verbrauch zu groß oder gering ist, wird eine Fehlermeldung gesendet.
Versorgung
Um das System mit Energie zu beliefern, wird ein Thermogenerator verwendet. Dieser wird ebenfalls auf den Kanal befestigt. Auf der Seite die nicht mit dem Kanal verbunden ist, ist ein Kühlkörper angebracht, welcher sich auf die niedrige Umgebungstemperatur von ungefähr 8°C kühlt. Durch den sogenannten Seebeck Effekt ist es möglich, dass der Generator genug elektrische Energie erzeugt, dass alle 10 Sekunden die Messdaten an den Umweltdatenbankserver übermittelt werden können. Wobei als Sender ein low-power Xbee Modul zum Einsatz kommt.
Unser Vorhaben
Im Rahmen unserer Projektarbeit wollen wir versuchen eine autarke Messung des Abwasserkanals des Internats durchzuführen und die Messdaten an den Umweltdatenbankserver der Schule zu schicken. Diese Daten sollen über die Zeit dargestellt werden, um zu untersuchen ob es ökonomisch wäre eine Abwasserwärmerückgewinnungsanlage zu installieren.