title: Energy Harvesting Konzept für ein flexibles Materialanforderungssystem
Creators: name: Ederer, Claus
Publisher: name: FH CAMPUS 02 (CAMPUS 02 Fachhochschule der Wirtschaft)
Year: 2023
Subjects: subject: 629 Andere Fachrichtungen der Ingenieurwissenschaften

description: Aus Gründen der Effizienzsteigerung in Lagerstätten und in Produktionsstätten gewinnen Materialanforderungssysteme in der Industrie immer mehr an Bedeutung. Produktionsmitarbeiter- und mitarbeiterinnen können meist keine aktiven Materialanforderungen an ihren Arbeitsplätzen durchführen, ohne ihren Arbeitsplatz zu verlassen. Sie müssen darauf vertrauen, dass benötigte Kleinteile in bestimmten Zeitintervallen von Lagermitarbeitern- und mitarbeiterinnen angeliefert werden. Aus diesem Grund existiert ein kabelloses Materialanforderungssystem, das es Produktionsmitarbeitern- und mitarbeiterinnen erlaubt, mittels eines mit Batterien betriebenen Materialanforderungssenders aktiv Anforderungen zu tätigen. Zielsetzung dieser Masterarbeit ist es, ein Konzept zu erstellen, das einen bestehenden Materialanforderungssender, welcher WLAN zur Datenübertragung nutzt und vier Mal täglich betätigt wird, mit Hilfe einer Energy Harvesting Einheit mit Energie versorgt. Mit Hilfe dieses Konzeptes soll es möglich sein dauerhaft auf Versorgungsleitungen oder Batterien, welche den Materialanforderungssender im Moment mit Energie versorgen, zu verzichten. Damit der Energiebedarf des Materialanforderungssenders vermindert wird, wurde LoRaWAN als Alternative zur bestehenden Datenübertragungstechnologie ausgewählt und der zu erwartende Energiebedarf ermittelt. Des Weiteren wurden verschiedene Methoden des Energy Harvesting untersucht und PV-Zellen als geeignetstes Verfahren ausgewählt, um den Materialanforderungssender dauerhaft mit Energie zu versorgen. Damit die Übertragungssicherheit der Daten zu gewährleistet ist und Verbrauchsspitzen des Materialanforderungssenders abdeckt werden, sind verschiedene für diese Anwendung geeignete Energiespeicher untersucht. Daraus resultierend wurde ein Akkumulator mit Lithium-Ionen Technologie für diese Anwendung ausgewählt. Aus diesen Bauteilen wurde ein Testaufbau, der den zu erwartenden Einsatzbedingungen entspricht, realisiert, und eine Auslegungstabelle für den Einsatz des Materialanforderungssenders unter verschiedenen Bedingungen erstellt.
description: To increase the efficiency in storage facilities and in manufacturing facilities, material requisitions systems are increasingly used in the industry. Without these systems, production employees are not able to accomplish an active material requisition without having to leave their workplaces. They must bank on, the required small parts to be delivered by storage staff at certain time intervals. Therefore, a wireless material requisition system, which allows production employees to make active requests with a battery powered material request transmitter exists. The aim of this master's thesis is to create a concept for supplying energy to an existing material request transmitter, which is actuated just four times a day and uses WLAN for data transmission. This concept should include an energy harvesting unit to operate the transmitter permanently without a supply line or batteries. To reduce the energy consumption of the material request transmitters, LoRaWAN was selected as an energy-saving option to the used data transmission technology. The energy demand of the transmitter was determined and compared with both data transfer technologies. To find the most suitable method to permanently supply the material request transmitter with energy, various methods of energy harvesting were investigated. As a result, various PV cell technologies were selected and trialled. In order to ensure the transmission reliability of the data and to be able to cover consumption peaks of the material request sender, various possibilities of energy storing, which are suitable for this application, were investigated. Finally, an accumulator with lithium-ion technology was selected for this specific usage. With these components, a test arrangement, which corresponds to the expected conditions of use and a dimensioning spreadsheet for the material request transmitter were realized.