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EnOcean GmbH

Projekt: Batterielose Funktechnik - wartungsfreie Fernschalter und Sensoren

Preisträger des Bayerischen Innovationspreises 2002

Völlig neue Einsatzperspektiven bietet eine revolutionierende Technologie zur drahtlosen Datenübertragung. Die kleinen flexibel einsetzbaren Funk-Sensoren und Funk-Schalter der EnOcean GmbH arbeiten ganz ohne Batterien oder Akkus und haben dennoch eine Reichweite von bis zu 300 Metern. Sie eignen sich ideal sowohl zur kostengünstigen Installation von Schalt-Tastern für Beleuchtung, Jalousien und Klimaanlagen als auch zur mobilen Zustands- und Messwerterfassung in der Kfz-Technik oder als Sensoren in der Prozessautomatisierung.

Die drahtlose Datenübertragung ist inzwischen unverzichtbar geworden. So eröffnet sie beispielsweise in der Gebäudetechnik ungeahnte Möglichkeiten, von flexibel positionierbaren Lichtschaltern über Funk-Aussenthermometer oder Glasbruchsensoren bis hin zur drahtlosen Heizkörper-Energieverbrauchserfassung ist alles möglich.

Die derzeit gängige Funktechnik hat aber zwei gravierende Nachteile: Der üblicherweise genutzte Frequenzbereich bei 433 MHz ist nicht störsicher gegen andere Funksysteme und vor allem müssen die mobilen Sendeeinheiten regelmäßig gewartet werden, denn insbesondere im Winter führen schwache Batterien oft zu unerwarteten Systemausfällen.

Mit der EnOcean-Entwicklung gehören solche Problem jetzt der Vergangenheit an. Das in Oberhaching bei München beheimatete Unternehmen hat eine revolutionierende Technologie entwickelt, wie völlig batterielos und somit auch absolut wartungsfrei Schaltzustände oder Messwerte übermittelt werden können. Die "EnOcean-Technologie" ist mit rund 15 Patenten weltweit geschützt. Sie besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten:

• Zunächst wird die lokal verfügbare Umgebungsenergie der Sensor-Einheit in elektrische Energie umgewandelt.
• Dann bereitet eine extrem stromsparende Elektronik die zu übertragenden Daten auf und sendet diese in Form von mehreren kurzen Funksignalen an eine spezielle Empfangseinheit.

Für die Energiegewinnung nutzt EnOcean die unterschiedlichsten physikalischen Effekte. Ein piezoelektrischer Wandler liefert beispielsweise bereits durch einen einzigen mechanischen Schaltvorgang an einer konventionellen Lichtschalter-Wippe die gesamte erforderliche Energie für die nachgeschaltete Sensor- und Sendeelektronik.

Ein Temperaturunterschied von nur 2 bis 3 Grad Kelvin genügt dem thermo- und pyroelektrischen Wandler der EnOcean GmbH völlig zur lokalen Stromversorgung. Natürlich eignet sich zur Energieerzeugung auch Licht. Darüber hinaus macht sich EnOcean aber auch die Rotation oder die Beschleunigung von Gegenständen zu nutze.

Auf Basis dieser Technologien entwickeln die Ingenieure des 2001 gegründeten Startup-Unternehmens derzeit unter anderem einen batterielosen Kfz-Reifensensor, der während der Fahrt kontinuierlich den Luftdruck und die Temperatur überwacht. Solche Luftdrucküberwachungssysteme sind in Amerika ab 2003 bei Neuwagen Pflicht. Die wartungsfreie drahtlose Datenübermittlung ist für diesen Zweck geradezu prädestiniert.

Bereits Ende 2002 will EnOcean batterielose Funkschalter für Garagentore, Jalousien oder Lampen sowie weitere Komponenten zur Gebäudeautomatisierung (z.B. Dimmer, Thermosensoren, Präsenzmelder etc.) auf den Markt bringen. Die Sendeeinheit ist bereits in der ersten Generation so kompakt, dass sie sich selbst in eine konventionelle Licht-Schaltwippe oder in innovative Aufputzlösungen integrieren lässt.

Die drahtlose Datenübertragung der EnOcean-Technologie findet mit einer Sendeleistung von nur 10 Milliwatt im Frequenzbereich 869 MHz statt und hat eine Reichweite von bis zu 300 Metern im Freien bzw. bis zu 30 Metern innerhalb von Gebäuden. EnOcean hat sich für diesen Frequenzbereich entschieden, weil er exklusiv nur für die Übermittlung von kurzen Datentelegrammen und dabei auch nur für Anwendungen mit sehr geringer Sendeleistung genutzt werden darf. Dadurch ist eine größtmögliche Datenübertragungssicherheit realisierbar.

Die neuen Sendeeinheiten werden bereits bei der Fertigung kodiert (über 4 Milliarden verschiedene Kodierungen) und lassen sich sehr schnell in vorhandene Schalt- oder Telemetrienetze integrieren. Die beispielsweise in Lampen oder Jalousiemotoren installierbaren Empfangseinheiten können ohne Werkzeuge mit Hilfe einer einfachen Initialisierungsprozedur die entsprechenden EnOcean-Sender einlernen. Durch eine mehrfache Datenübertragung mit zufallsgesteuerten kurzen Pausen zwischen den Datentelegrammen können im Wirkradius einer Empfangseinheit mehr als 100 Funkschalter gleichzeitig betrieben werden, ohne sich gegenseitig zu stören.

Für die neue Technologie existiert ein sehr großes Marktpotential bei allen Systemanwendungen mit vielen Schaltern und Sensoren. Neben der Gebäude- und Fahrzeugtechnik sind vor allem auch die Industrieautomatisierung und die Medizintechnik interessante Marktfelder. Bereits heute besteht auch die sehr konkrete Vision einer Miniatur-Komponente für medizinische Implantate, die durch kinetische Energie versorgt wird und kontinuierlich den Gesundheitszustand von Risiko-Patienten überwachen kann. Die Marktreife eines solchen Biosensors wird realistisch allerdings nicht vor 2005 erreicht werden.

Die EnOcean GmbH mit Sitz in Oberhaching bei München wurde im Jahr 2001 als Startup-Unternehmen mit Unterstützung der Siemens AG, die die Grundlagentechnologie und Patente mit einbrachte, gegründet. Das Unternehmen beschäftigt derzeit 9 Mitarbeiter. Mit der Erschließung der verschiedenen Geschäftsfelder will EnOcean in fünf Jahren mit rund 50 Mitarbeitern Umsätze im zweistelligen Millionenbereich erwirtschaften.

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