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In this article an energy harvesting system for measuring the wind speed starting from 2 m/s (about 2 Bft) is presented, which uses the same source for measuring and supplying power (energy autarkic). The use of the same source for measurement and power supply increases the number of potential applications since needed power is present with the measuring signal. For the case of measuring the wind velocity, one might consider applications in tunnels, tubes, pipelines, air conditioning or for controlling clogging of filters. Bluetooth Low Energy (BLE) is chosen as radio technology, since it provides the possibility to realize a unidirectional communication; requiring only a single telegram (advertising telegram) for sending the measured value. A more complex establishment of communication required by WLAN or 6LoWPAN could therefore be avoided to significantly reduce the overall energy consumption. Since the advertisement telegram does not make any provision for security or against hacking in general, a security concept is presented which includes encryption and resilience against replay attacks in a unidirectional communication system.
To facilitate the presented concepts beyond wind sensors, the system is divided into three major modules namely the generator-sensor module, the radio module and the energy management module. Whereas the first two might be changed in different applications the energy management module could be reused in many different applications. It supplies and stores the needed energy and switches power on and off in a deterministic way to ensure the radio module can operate correctly.
Das Thema Energiewende ist in aller Munde. Sie soll eine sichere, umweltverträgliche und wirtschaftlich erfolgreiche Zukunft ermöglichen. Ein Ansatz dafür ist die dezentrale, also verbrauchernahe Energieversorgung. Der Trend geht weg vom konventionellen Kraftwerk und hin zur Kraft-Wärme-Koppelung und erneuerbaren Energien. Für einen absehbaren Zeitraum geht es auch darum, zentrale und dezentrale Elemente sinnvoll miteinander zu verknüpfen. Mit der Frage, wie Energiesysteme angepasst und kombiniert werden müssen, um den Energiehaushalt – den nationalen wie den von Unternehmen und Privatpersonen – optimieren zu können, beschäftigt sich das Reutlinger Energiezentrum für Dezentrale Energiesysteme und Energieeffizienz in Lehre und Forschung. Es ist die Kombination aus Technik und Betriebswirtschaft, aus einzelwirtschaftlicher Optimierung und aus Gesamtsicht, die das Reutlinger Energiezentrum ausmacht. Im Folgenden werden die Schwerpunkte des Forschungsteams dargestellt.