Auf einen Skihelm montiert ist es nahezu unsichtbar: das dreidimensionale Solarmodul. Eine neuartige Methode macht es erstmals möglich, leistungsfähige Solarzellen an die gekrümmte Form eines Helms anzupassen.
Stereo-Kopfhörer oder Headsets können schon bald mit der Energie betrieben werden, die allein durch die Solarzellen auf der Oberfläche eines Skihelms gewonnen wird. Das Anschließen eines mobilen Gerätes wie Smartphone oder MP3-Player ist dabei kabellos über Bluetooth möglich. Mit dem dazugehörigen Bluetooth-Handschuh hat der Anwender direkten Zugriff auf eingehende Anrufe. Selbst der MP3-Player kann so bequem ferngesteuert werden, sodass das umständliche Ausziehen der Handschuhe bei Minusgraden der Vergangenheit angehört. Der Nutzer erhält so ein komplettes Kommunikationssystem, das ganz ohne lästige Kabel und nahezu ohne zusätzliches Gewicht direkt in die Skiausrüstung integriert ist.
Möglich wird die direkte Energieversorgung des Headsets erst über das neu entwickelte Solarmodul des Fraunhofer IZM. Es sorgt für die vollständige Deckung des Energiebedarfs bei allen Wetterbedingungen. Dies funktioniert jedoch nur, wenn großflächige Solarzellen mit sehr hohem Wirkungsgrad (größer als 20 %) eingesetzt werden.
Die größte Herausforderung stellte daher die Anpassung des Solarmoduls an die gekrümmte Fläche des Skihelms dar. Bisher war es nur möglich, recht kleine Solarmodule auf unebenen Oberflächen zu integrieren. Das Fraunhofer IZM hat deshalb eine neue Aufbau- und Verkapselungstechnologie entwickelt, bei der sehr hochwertige Solarzellen aus einkristallinem Silizium in sehr kleine Einzelchips segmentiert und an eine dreidimensionale, gekrümmte Form angepasst werden können. Das Bruchrisiko der Einzelzelle bei starker punktförmiger mechanischer Belastung wird dadurch ebenfalls stark reduziert. Darüber hinaus ist durch die redundante Auslegung der Solarzellen auch dann noch die einwandfreie Funktion gesichert, wenn eine einzelne Zelle ausfällt.
Die daraus resultierende sehr robuste Technologie kann in vielen exponierten Outdoor-Anwendungen ihren Einsatz finden. Derzeit liegt bereits ein Prototyp des Solarhelms vor. Im nächsten Schritt sollen Feldtests und ein Redesign erfolgen, sodass der Solar-Skihelm zu einem Ladenpreis von rund 300 Euro bereits Ende dieses Jahres in Kleinserie mit einem namhaften Helmhersteller erstmalig in den Markt eingeführt wird. Die auch einzeln erhältlichen Module werden je nach Spezifikation unter 100 Euro liegen.
Der Solarhelm wird am Stand des Fraunhofer IZM auf der „IDTechEx Energy Harvesting & Storage Europe 2012“ vom 15. bis 16. Mai in Berlin gezeigt.
Weitere Informationen: www.izm.fraunhofer.de/de/Arbeitsgebiete/high_density_interconnectwaferlevelpackaging/arbeitsgebiete/micro_energy_systems.html
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