Überwachungssystem für Fließgewässer mit autarker ambienter Energieversorgung

#Gewässerüberwachung #Hydrometrisches Monitoring #Energieautarkie #Energiewandlung #4G-Datenlogger
Demonstrator im Fluss

Das HydroMon-System erlaubt eine dauerhafte Online-Überwachung von hydrometrischen Parametern wie Wasserstand mit 4G-Datenfernübertragung. Die 4G-Elektronikplattform und die Sensorik werden ambient durch Bewegungen im Fließgewässer über einen Pendelwandler mit Energie versorgt.

Die Überwachung von Fließgewässern ist eine wichtige Aufgabe in der Hydrologie. Hydrometrische Monitoringmaßnahmen umfassen in der Regel eine zeitlich möglichst hochauflösende Erfassung des Wasserstands, der Fließgeschwindigkeit und der lokalen Niederschlagsmenge. Zur Überwachung der Rohwasserqualität und Detektion von Kontaminationen können Multisensorsysteme eingesetzt werden.

Das HydroMon-System, entwickelt durch die Firmen Seba und JuB in Zusammenarbeit mit der TU Chemnitz, nutzt hydrometrische Sensorik, um energieautark und dauerhaft den Zustand eines Fließgewässers aufzeichnen zu können. Es kann Messdaten durch ein energiesparsames und 4G-fähiges Mobilfunkmodem fernübertragen. Eine autarke Energieversorgung des Monitoringsystems wird durch die Fließbewegung oder den Wellengang des Gewässers erzeugt und in elektrisch nutzbare Leistung umgewandelt.

Die Energiewandlung erfolgt nach einem Pendelprinzip ohne Einsatz von Batterien und ist somit ökologisch unbedenklich. Das Neuartige am stationär eingesetzten HydroMon-System ist der integrierte Ansatz einer schwimmenden Pendelwandler-Plattform mit Schwingmasse und elektrodynamischer Energiewandlung. Die Masse des Pendels wird durch Wellenbewegungen ausgelenkt. Im Anschluss erfolgt eine Gleichrichtung der Rotationsbewegung. Die Bewegungsenergie wird genutzt, um einen Generator anzutreiben. Die Energiewandlung erfolgt besonders effektiv, da das System unidirektionale Schwingungen nutzt und auch kleine Bewegungen des Wassers nutzen und aufsummieren kann, um einen Verlust der Energieversorgung auch bei schwacher Anregung zu verhindern.

Wasser­ressource: Oberflächenwasser
Produkttyp:
  • Modelle & Software-Tools
  • Monitoring & Analytik
TRL: 5-6
    TRL (Technology Readiness Level)
  • TRL 1 - Grundprinzipien beobachtet
  • TRL 2 - Technologiekonzept formuliert
  • TRL 3 - Experimenteller Nachweis des Konzepts
  • TRL 4 - Technologie im Labor überprüft
  • TRL 5 - Technologie in relevanter Umgebung überprüft (bei Schlüsseltechnologien im industrieorientierten Umfeld)
  • TRL 6 - Technologie in relevanter Umgebung getestet (bei Schlüsseltechnologien im industrieorientierten Umfeld)
  • TRL 7 - Test eines System-Prototyps im realen Einsatz
  • TRL 8 - System ist komplett und qualifiziert
  • TRL 9 - System funktioniert in operationeller Umgebung (bei Schlüsseltechnologien oder Raumfahrt wettbewerbsfähige Fertigung)
Anwendungs­sektor: Naturraum Wasser, Städte und Kommunen, Wasserwirtschaft
Fördermaßnahme: KMU-innovativ
Projekt: HYDROMON

Kontakt und Partner


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  • Technische Universität Chemnitz,
  • Reichenhainer Str. 70,
  • 09126 Chemnitz
www.tu-chemnitz.de/etit/messtech/

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Chemnitz
SEBA Hydrometrie GmbH & Co. KG
JuB - Creative Product GmbH

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Pendelwandler

Schema des Pendelwandler-Prototyps mit Schwingmasse und elektromagnetischem Wandler

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