Das Forschungsvorhaben befasste sich mit der Nutzung des Körpergewichts zur mechano-elektrischen Energiewandlung in Fußböden, die mit piezoelektrischen Schichten präpariert sind. Ziel war es, die erzeugten Energiemengen in Abhängigkeit von Fußbodenaufbau und Größe der piezoelektrischen Segmente einzuschätzen und die ökonomische Verwertbarkeit der Ergebnisse zu ergründen.
Dynamische Drucklasten treten stets beim Betreten oder Befahren von Bodenflächen und der entsprechenden Gegenfläche im Bewegungsobjekt auf. In diesem Projekt wurden polymere piezoelektrische Generatoren entwickelt, die die mechanische Energie dynamischer Drucklasten in elektrische Energie umwandeln können. Die Generatoren nutzen die piezoelektrischen Eigenschaften des Polymermaterials PVDF (PolyVenyliden-DiFluorid). Es wurde eine Technik entwickelt, die flächige Generator-Module mit äußerst einfachen Mitteln herzustellen erlaubt. Außerdem ist es möglich, Module mit vielfältiger Form und Größe zu realisieren.
rechts: Generator-Module unter Parkettboden
Nach ersten Charakterisierungen unterschiedlich großer Module wurde eine Testfläche präpariert, die Untersuchungen unter realen Versuchsbedingungen ermöglichte. Dazu wurde ein Parkettboden mit einem speziell entwickelten Verbindungssystem genutzt. Die Testfläche befand sich im Eingangsbereich eines Institutsgebäudes der TU München und war dem normalen Fußgängerfluss ausgesetzt. Um den Einfluss unterschiedlicher Modulgrößen auf die Energieerzeugung zu ermitteln, wurden definierte Flächen wechselweise mit unterschiedlich großen PVDF-Modulen belegt. Von Interesse war auch der Einfluss der Position der Module in der Testfläche.
Es zeigte sich, dass die elektrische Energie von der Größe, der Position und der Ausrichtung der Module sowie von der Anzahl der PVDF-Folien im Modul und der Größe der Gewichtslast abhängig ist. Noch besteht Optimierungsbedarf, um den Energieertrag zu erhöhen. Für die Anwendung der Generatormodule bieten sich Alarmanlagen, Notstromsysteme, Notbeleuchtungen, Nachtbeleuchtungen, PC-Bodenmatten, Patienten-Kontrollmatten, Parkuhren u. v. m. an.
