Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Сбор энергии (также известный как сбор энергии или сбор энергии или энергия окружающей среды ) - это процесс, с помощью которого энергия извлекается из внешних источников (например, солнечная энергия , тепловая энергия , энергия ветра , градиенты солености и кинетическая энергия , также известная как энергия окружающей среды. ), захватываются и сохраняются для небольших беспроводных автономных устройств, например, используемых в носимой электронике и беспроводных сенсорных сетях . [1]

Сборщики энергии обеспечивают очень небольшое количество энергии для низкоэнергетической электроники. В то время как входное топливо для некоторых крупномасштабных генераций требует ресурсов (нефти, угля и т. Д.), Источник энергии для комбайнов присутствует в качестве внешнего фона. Например, температурные градиенты возникают из-за работы двигателя внутреннего сгорания и в городских районах, в окружающей среде присутствует большое количество электромагнитной энергии из-за радио- и телевещания.

Одним из первых применений энергии окружающей среды, собираемой из окружающего электромагнитного излучения (ЭМИ), является кристаллическое радио .

Принципы сбора энергии от окружающего ЭМИ можно продемонстрировать с помощью основных компонентов. [2]

Операция [ править ]

Устройства сбора энергии, преобразующие энергию окружающей среды в электрическую, вызвали большой интерес как в военном, так и в коммерческом секторах. Некоторые системы преобразуют движение, например движение океанских волн, в электричество, которое используется датчиками океанографического мониторинга для автономной работы. Будущие приложения могут включать устройства вывода высокой мощности (или массивы таких устройств), развернутые в удаленных местах, чтобы служить надежными электростанциями для больших систем. Другое применение - носимая электроника, где устройства сбора энергии могут питать или заряжать мобильные телефоны, мобильные компьютеры, оборудование радиосвязи и т. Д. Все эти устройства должны быть достаточно надежными, чтобы выдерживать длительное воздействие агрессивных сред, и иметь широкий диапазон динамических характеристик. чувствительность к использованию всего спектра волновых движений.

Накопление энергии [ править ]

Энергию также можно собирать для питания небольших автономных датчиков, например, разработанных с использованием технологии MEMS . Эти системы часто очень маленькие и требуют небольшого количества энергии, но их применение ограничено из-за того, что они полагаются на аккумулятор. Удаление энергии от окружающих вибраций, ветра, тепла или света может позволить интеллектуальным датчикам функционировать бесконечно.

Типичные значения плотности мощности, получаемые от устройств сбора энергии, в значительной степени зависят от конкретного применения (влияющего на размер генератора) и самой конструкции генератора сбора энергии. Как правило, для устройств с приводом от движения типичные значения составляют несколько мкВт / см³ для приложений, приводимых в действие человеческим телом, и сотни мкВт / см³ для генераторов, работающих от машин. [3] Большинство устройств для поглощения энергии носимой электроники вырабатывают очень мало энергии. [4] [ требуется проверка ]

Хранение энергии [ править ]

Как правило, энергия может храниться в конденсаторе , суперконденсаторе или батарее . Конденсаторы используются, когда приложение должно обеспечить большие скачки энергии. Батареи пропускают меньше энергии и поэтому используются, когда устройству необходимо обеспечить постоянный поток энергии. По сравнению с батареями, суперконденсаторы имеют практически неограниченные циклы заряда-разряда и, следовательно, могут работать вечно, обеспечивая работу без обслуживания в IoT и беспроводных сенсорных устройствах. [5]

Использование силы [ править ]

В настоящее время интерес к сбору энергии малой мощности проявляется в независимых сенсорных сетях. В этих приложениях схема сбора энергии помещает энергию, накопленную в конденсатор, затем повышается / регулируется до второго накопительного конденсатора или батареи для использования в микропроцессоре [6] или при передаче данных. [7] Питание обычно используется в приложении датчика, а данные хранятся или передаются, возможно, посредством беспроводного метода. [8]

Мотивация [ править ]

История сбора энергии восходит к ветряной мельнице и водяному колесу. Люди искали способы сохранить энергию тепла и вибраций на протяжении многих десятилетий. Одной из движущих сил поиска новых устройств для сбора энергии является желание питать сенсорные сети и мобильные устройства без батарей. Сбор энергии также мотивируется желанием решить проблему изменения климата и глобального потепления.

Источники энергии [ править ]

Существует много небольших источников энергии, которые, как правило, не могут быть увеличены до промышленных размеров с точки зрения сопоставимой мощности с солнечной, ветровой или волновой энергией промышленного масштаба:

  • Некоторые наручные часы питаются от кинетической энергии (так называемые автоматические часы ), в этом случае используется движение руки. Движение рычага вызывает заводку его боевой пружины . В более новой конструкции, представленной Seiko («Kinetic»), вместо кварцевого механизма используется движение магнита в электромагнитном генераторе. Движение обеспечивает скорость изменения потока, что приводит к некоторой наведенной ЭДС на катушках. Эта концепция связана с законом Фарадея .
  • Фотогальваника - это метод производства электроэнергии путем преобразования солнечного излучения (как в помещении, так и на открытом воздухе) в электричество постоянного тока с использованием полупроводников, которые проявляют фотоэлектрический эффект . В производстве фотоэлектрической энергии используются солнечные панели, состоящие из ряда ячеек, содержащих фотоэлектрический материал. Обратите внимание, что фотоэлектрические системы были увеличены до промышленных размеров и что существуют большие солнечные фермы.
  • Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) состоят из соединения двух разнородных материалов и наличия температурного градиента. Большие выходы напряжения возможны при последовательном электрическом соединении и параллельном термическом. Типичная производительность составляет 100–300 мкВ / К на переход. Их можно использовать для улавливания энергии в мегаваттах от промышленного оборудования, конструкций и даже человеческого тела. Обычно они сочетаются с радиаторами для улучшения температурного градиента.
  • Микро-ветряные турбины используются для сбора энергии ветра, легко доступной в окружающей среде в виде кинетической энергии для питания маломощных электронных устройств, таких как узлы беспроводных датчиков. Когда воздух проходит через лопасти турбины, возникает разница давлений между скоростями ветра над и под лопастями. Это приведет к возникновению подъемной силы, которая, в свою очередь, приведет к вращению лопастей. Подобно фотовольтаике, ветряные электростанции были построены в промышленных масштабах и используются для выработки значительного количества электроэнергии.
  • Пьезоэлектрические кристаллы или волокна генерируют небольшое напряжение всякий раз, когда они механически деформируются. Вибрация от двигателей может стимулировать пьезоэлектрические материалы, так же как пятка обуви или нажатие кнопки.
  • Специальные антенны могут собирать энергию от паразитных радиоволн [9], это также можно сделать с помощью Rectenna и теоретически с помощью еще более высокочастотного электромагнитного излучения с помощью Nantenna .
  • Питание от клавиш, нажатых во время использования портативного электронного устройства или пульта дистанционного управления, с использованием магнита и катушки или пьезоэлектрических преобразователей энергии, может использоваться для питания устройства. [10]
  • Сбор энергии вибрации на основе электромагнитной индукции, которая использует магнит и медную катушку в самых простых версиях для генерации тока, который может быть преобразован в электричество.

Радиочастотный сбор энергии

Сбор радиочастотной (РЧ) энергии в последние годы быстро развивался из-за увеличения числа источников радиочастотных передатчиков, производящих большие потери окружающей микроволновой энергии. Кроме того, развитие технологий беспроводной передачи энергии (WPT) дало толчок к сбору радиочастотной энергии. Следовательно, улавливание высокочастотной энергии является многообещающим решением, поскольку оно может обеспечить устойчивый источник энергии для удовлетворения растущих потребностей. Эффективное улавливание радиочастотной энергии из окружающей среды - очень сложная задача, поскольку она связана с низкими уровнями радиочастотной мощности, доступными в окружающей среде. Уровни очищаемой мощности обычно неизвестны и могут изменяться непредсказуемо; это вызвало интерес исследователей к разработке высокочувствительных поглотителей РЧ-энергии для захвата окружающих РЧ-сигналов в диапазоне низких уровней входной мощности.[11] [12] [13] [14] [15]

Источники окружающего излучения [ править ]

Возможный источник энергии исходит от повсеместных радиопередатчиков. Исторически сложилось так, что для получения полезных уровней мощности от этого источника требовалась либо большая зона сбора, либо непосредственная близость к излучающему беспроводному источнику энергии . Наноантенна является одним планируемая развитие , которое позволит преодолеть это ограничение путем использования обильной естественной радиации (например , как солнечное излучение ).

Одна из идей состоит в том, чтобы намеренно транслировать радиочастотную энергию для питания и сбора информации с удаленных устройств: [7] Сейчас это обычное дело в системах пассивной радиочастотной идентификации (RFID), но Федеральная комиссия по безопасности и связи США (и аналогичные органы по всему миру) ограничивают максимальная мощность, которая может быть передана таким образом в гражданское использование. Этот метод использовался для питания отдельных узлов в беспроводной сенсорной сети [16] [5]

Поток жидкости [ править ]

Воздушный поток может быть получен с помощью различных турбинных и нетурбинных генераторов. Башенные ветряные турбины и бортовые ветроэнергетические системы (AWES) ограничивают потоки воздуха. Например, запатентованный Zephyr Energy Corporation микрогенератор Windbeam улавливает энергию из воздушного потока для подзарядки батарей и питания электронных устройств. Новый дизайн Windbeam позволяет ему бесшумно работать при скорости ветра до 2 миль в час. Генератор состоит из легкой балки, подвешенной на прочных долговечных пружинах во внешней раме. Луч быстро колеблется под воздействием воздушного потока из-за эффектов нескольких явлений потока жидкости. Узел линейного генератора переменного тока преобразует колебательное движение луча в полезную электрическую энергию. Отсутствие подшипников и шестерен устраняет неэффективность трения и шум.Генератор может работать в условиях низкой освещенности, не подходящих для солнечных панелей (например, в воздуховодах HVAC), и является недорогим из-за низких затрат на компоненты и простой конструкции. Масштабируемая технология может быть оптимизирована для удовлетворения требований к энергии и конструктивных ограничений данного приложения.[17]

Поток крови также можно использовать для питания устройств. Например, кардиостимулятор, разработанный в Бернском университете, использует поток крови для запуска пружины, которая, в свою очередь, приводит в действие электрический микрогенератор. [18]

Фотоэлектрические [ править ]

Фотогальваническая (PV) беспроводная технология сбора энергии предлагает значительные преимущества по сравнению с решениями датчиков с проводным или исключительно батарейным питанием: практически неисчерпаемые источники энергии с минимальным или нулевым неблагоприятным воздействием на окружающую среду. На сегодняшний день решения для сбора фотоэлектрических элементов в помещениях работают на специально настроенном аморфном кремнии (ASI) - технологии, наиболее часто используемой в солнечных калькуляторах. В последние годы новые фотоэлектрические технологии вышли на передний план в области сбора энергии, такие как сенсибилизированные красителем солнечные элементы ( DSSC ). Красители поглощают свет так же, как хлорофилл растений. Электроны, высвобождаемые при ударе, попадают в слой TiO 2 и оттуда диффундируют через электролит, поскольку краситель может быть настроен на видимый спектр, может быть произведена гораздо более высокая мощность. В200 люкс DSSC может обеспечить более 10 мкВт на см 2 .

изображение безбатарейного и беспроводного настенного переключателя

Пьезоэлектрический [ править ]

Пьезоэлектрический эффект преобразует механическую деформацию в электрический ток или напряжение. Этот штамм может происходить из разных источников. Движение человека, низкочастотные сейсмические колебания и акустический шум - повседневные примеры. За исключением редких случаев, пьезоэлектрический эффект работает при переменном токе, требуя для эффективности изменяющихся во времени входов при механическом резонансе.

Большинство пьезоэлектрических источников электроэнергии вырабатывают мощность порядка милливатт, что слишком мало для системного применения, но достаточно для портативных устройств, таких как некоторые коммерчески доступные наручные часы с автоподзаводом. Одно из предложений состоит в том, чтобы они использовались для устройств микромасштабирования, таких как устройство, собирающее микрогидравлическую энергию. В этом устройстве поток гидравлической жидкости под давлением приводит в движение поршневой поршень, поддерживаемый тремя пьезоэлектрическими элементами, которые преобразуют колебания давления в переменный ток.

Поскольку сбор пьезоэнергии был исследован только с конца 1990-х годов [19] [20], он остается новой технологией. Тем не менее, в инженерной школе INSA были внесены некоторые интересные улучшения в электронный переключатель с автономным питанием, реализованный дочерней компанией Arveni. В 2006 году было создано доказательство концепции беспроводной кнопки дверного звонка без батареи, а недавно продукт показал, что классический беспроводной настенный переключатель может питаться от пьезоуборочного комбайна. Другие промышленные приложения появились между 2000 и 2005 годами [21], например, для сбора энергии от датчиков вибрации и питания или для сбора энергии от ударов.

Пьезоэлектрические системы могут преобразовывать движение человеческого тела в электрическую энергию. DARPA профинансировало усилия по использованию энергии движения ног и рук, ударов обуви и артериального давления для получения энергии низкого уровня для имплантируемых или носимых датчиков. Нанощетки - еще один пример пьезоэлектрического устройства для сбора энергии. [22] Их можно интегрировать в одежду. Множество других наноструктур были использованы для создания устройства сбора энергии, например, монокристаллический нанопояс PMN-PT был изготовлен и собран в пьезоэлектрический сборщик энергии в 2016 году. [23] Требуется тщательный дизайн, чтобы минимизировать дискомфорт пользователя. Эти источники сбора энергии по ассоциации влияют на организм. Проект поглощения энергии вибрации[24] - еще один проект, цель которого - убрать электрическую энергию из вибраций и движений окружающей среды. Микропояс можно использовать для сбора электричества при дыхании. [25] Кроме того, поскольку вибрация движения от человека идет в трех направлениях, всенаправленный сборщик энергии на основе пьезоэлектрического кантилевера создается с использованием внутреннего резонанса 1: 2. [26] Наконец, уже создан пьезоэлектрический комбайн миллиметрового размера. [27]

Использование пьезоэлектрических материалов для сбора энергии уже стало популярным. Пьезоэлектрические материалы обладают способностью преобразовывать энергию механической деформации в электрический заряд. Пьезоэлементы встраиваются в проходы [28] [29] [30], чтобы восстановить «человеческую энергию» шагов. Их также можно встроить в обувь [31], чтобы восстановить «энергию ходьбы». Исследователи из Массачусетского технологического института разработали первый микромасштабный пьезоэлектрический накопитель энергии с использованием тонкопленочного PZT в 2005 году. [32] Арман Хаджати и Санг-Гук Ким изобрели сверхширокополосное микромасштабное пьезоэлектрическое устройство для сбора энергии, используя нелинейную жесткость двойного устройства. зажимные микроэлектромеханические системы ( МЭМС) резонатор. Деформация растяжения в дважды зажатой балке демонстрирует нелинейную жесткость, которая обеспечивает пассивную обратную связь и приводит к усиленному по амплитуде резонансу моды Дуффинга. [33] Обычно пьезоэлектрические консоли используются для вышеупомянутой системы сбора энергии. Один из недостатков состоит в том, что пьезоэлектрический кантилевер имеет градиентное распределение деформации, т.е. пьезоэлектрический преобразователь используется не полностью. Для решения этой проблемы предлагаются кантилеверы треугольной и L-образной формы для равномерного распределения деформации. [34] [35] [36]

В 2018 году исследователи из Университета Сучжоу сообщили о гибридизации трибоэлектрического наногенератора и кремниевого солнечного элемента с помощью общего электрода. Это устройство может собирать солнечную энергию или преобразовывать механическую энергию падающих капель дождя в электричество. [37]

Энергия умных дорог и пьезоэлектричества [ править ]

Основные статьи: пьезоэлектрические и пьезоэлектрические датчики
Тетрагональная элементарная ячейка титаната свинца
Пьезоэлектрический диск генерирует напряжение при деформации (изменение формы сильно преувеличено)

Братья Пьер Кюри и Жак Кюри представили концепцию пьезоэлектрического эффекта в 1880 году. [38] Пьезоэлектрический эффект преобразует механическую деформацию в напряжение или электрический ток и генерирует электрическую энергию от движения, веса, вибрации и изменений температуры, как показано на рисунке.

Учитывая пьезоэлектрический эффект в тонкопленочном цирконат-титанате свинца PZT, было разработано устройство для выработки энергии на основе микроэлектромеханических систем ( MEMS ). Во время недавнего усовершенствования пьезоэлектрической технологии Акса Аббаси (также известный как Акса Айтбар, генеральный секретарь IMS, глава IEEE MUET и директор по СМИ в HYD MUN [39] [40] [41] [42] [43] ) разграничил два режима, называемых и в преобразователях вибрации и перепроектированы так, чтобы резонировать на определенных частотах от внешнего источника энергии вибрации, тем самым создавая электрическую энергию посредством пьезоэлектрического эффекта с использованием электромеханической демпфированной массы. [44] Тем не менее, Aqsa разработала электростатические устройства случевой структурой, которые труднее изготовить, чем устройства PZT MEMS, по сравнению с аналогичными, поскольку обычная обработка кремния включает в себя гораздо больше этапов маски, которые не требуют пленки PZT. Датчики и приводы пьезоэлектрическоготипаимеют консольную балочную структуру, которая состоит из мембранного нижнего электрода , пленки, пьезоэлектрической пленки и верхнего электрода. Более (3 ~ 5 масок)Шаги маски необходимы для формирования рисунка каждого слоя при очень низком наведенном напряжении. Пироэлектрические кристаллы с уникальной полярной осью и спонтанной поляризацией, вдоль которой существует спонтанная поляризация. Это кристаллы классов 6мм , 4мм , мм2 , 6 , 4 , 3м , 3 , 2 , м . Специальная полярная ось - кристаллофизическая ось X3 - совпадает с осями L6 , L4 , L3 и L2 кристаллов или лежит в единственной прямой плоскости.П (класс «м») . Следовательно, электрические центры положительных и отрицательных зарядов смещаются элементарной ячейки из положений равновесия, т. Е. Изменяется спонтанная поляризация кристалла. Следовательно, все рассматриваемые кристаллы обладают спонтанной поляризацией. Поскольку пьезоэлектрический эффект в пироэлектрических кристаллах возникает в результате изменения их спонтанной поляризации под действием внешних воздействий ( электрических полей , механических напряжений). В результате перемещения Акса Аббаси внес изменения в компонентыпо всем трем осям. Предположимчто пропорциональна механических напряжений , вызывающих в первом приближении, в результате чегогде TKLпредставляет собой механическое напряжение, а dikl представляет собой пьезоэлектрические модули. [44]

Тонкие пленки PZT привлекают внимание для таких приложений, как датчики силы, акселерометры , приводы гироскопов, настраиваемая оптика, микронасосы, ферроэлектрическое ОЗУ, системы отображения и интеллектуальные дороги [44], когда источники энергии ограничены, сбор энергии играет важную роль в среда. Умные дороги могут сыграть важную роль в производстве электроэнергии. Встраивание пьезоэлектрического материала в дорогу может преобразовывать давление, оказываемое движущимися автомобилями, в напряжение и ток. [44]

Умная транспортная интеллектуальная система [ править ]

См. Также: Пьезоэлектрические датчики

Пьезоэлектрические датчики наиболее полезны в технологиях интеллектуальных дорог, которые можно использовать для создания интеллектуальных систем, повышающих производительность в долгосрочной перспективе. Представьте себе шоссе, которые предупреждают автомобилистов о пробке еще до ее образования. Или мосты, которые сообщают, когда они находятся под угрозой обрушения, или электрическая сеть, которая сама себя устраняет при отключении электроэнергии. На протяжении многих десятилетий ученые и эксперты утверждали, что лучший способ бороться с заторами - это интеллектуальные транспортные системы, такие как придорожные датчики для измерения трафика и синхронизированные светофоры для управления движением транспортных средств. Но распространение этих технологий было ограничено стоимостью. Есть и другие готовые лопаты для умных технологий.проекты, которые можно было бы развернуть довольно быстро, но большинство технологий все еще находятся на стадии разработки и могут быть практически недоступны в течение пяти и более лет. [45] [ требуется обновление ]

Пироэлектрик [ править ]

Пироэффект преобразует изменение температуры в электрический ток или напряжение. Это аналог пьезоэлектрического эффекта , который представляет собой другой тип сегнетоэлектрического поведения. Пироэлектричество требует изменяющихся во времени входов и страдает малой выходной мощностью в приложениях сбора энергии из-за его низких рабочих частот. Однако одно из ключевых преимуществ пироэлектриков перед термоэлектриками состоит в том, что многие пироэлектрические материалы стабильны при температуре до 1200 ⁰C или выше, что позволяет собирать энергию из высокотемпературных источников и тем самым повышать термодинамическую эффективность .

Одним из способов прямого преобразования отработанного тепла в электричество является выполнение цикла Ольсена на пироэлектрических материалах. Цикл Ольсена состоит из двух процессов изотермического и двух изоэлектрического поля на диаграмме электрическое смещение-электрическое поле (ДЭ). Принцип цикла Ольсена состоит в том, чтобы зарядить конденсатор путем охлаждения в слабом электрическом поле и разрядить его при нагревании в более высоком электрическом поле. Несколько пироэлектрических преобразователей были разработаны для реализации цикла Ольсена с использованием проводимости, [46] конвекции, [47] [48] [49] [50] или излучения. [51]Также теоретически было установлено, что пироэлектрическое преобразование, основанное на регенерации тепла с использованием колеблющейся рабочей жидкости и цикла Ольсена, может достичь эффективности Карно между горячим и холодным тепловым резервуаром. [52] Более того, недавние исследования установили полимеры поливинилиденфторида трифторэтилена [P (VDF-TrFE)] [53] и керамику цирконата титаната лантана свинца (PLZT) [54]как перспективные пироэлектрические материалы для использования в преобразователях энергии из-за их большой плотности энергии, генерируемой при низких температурах. Кроме того, недавно было введено пироэлектрическое устройство для очистки, которое не требует изменяющихся во времени входов. Устройство для сбора энергии использует деполяризующее по краю электрическое поле нагретого пироэлектрика для преобразования тепловой энергии в механическую энергию вместо отвода электрического тока от двух пластин, прикрепленных к граням кристалла. [55]

Термоэлектрики [ править ]

Эффект Зеебека в термобатареи из железных и медных проводов
Основная статья: термоэлектрический генератор

В 1821 году Томас Иоганн Зеебек обнаружил, что температурный градиент между двумя разнородными проводниками создает напряжение. В основе термоэлектрического эффекта лежит тот факт, что температурный градиент в проводящем материале приводит к тепловому потоку; это приводит к диффузии носителей заряда. Поток носителей заряда между горячей и холодной областями, в свою очередь, создает разницу напряжений. В 1834 году Жан Шарль Афанас Пельтьеобнаружил, что прохождение электрического тока через соединение двух разнородных проводников может, в зависимости от направления тока, заставить его действовать как нагреватель или охладитель. Поглощенное или произведенное тепло пропорционально току, а константа пропорциональности известна как коэффициент Пельтье. Сегодня, благодаря знаниям об эффектах Зеебека и Пельтье , термоэлектрические материалы могут использоваться в качестве нагревателей, охладителей и генераторов (ТЭГ).

Идеальные термоэлектрические материалы имеют высокий коэффициент Зеебека, высокую электропроводность и низкую теплопроводность. Низкая теплопроводность необходима для поддержания высокого температурного градиента на стыке. Стандартные термоэлектрические модули, производимые сегодня, состоят из полупроводников из теллурида висмута, легированных фосфором и азотом, зажатых между двумя металлизированными керамическими пластинами. Керамические пластины добавляют системе жесткость и электрическую изоляцию. Полупроводники электрически соединены последовательно, а термически - параллельно.

Миниатюрные термопары были разработаны , которые преобразуют тепло тела в электричество и генерировать 40  мкм W в 3  V с 5 градусов градиента температуры, в то время как на другом конце шкалы, большие термопары используются в ядерных RTG батарей.

Практическими примерами являются измеритель сердечного ритма Holst Center и термогенераторы Fraunhofer-Gesellschaft. [56] [57]

Достоинства термоэлектриков:

  1. Отсутствие движущихся частей обеспечивает непрерывную работу в течение многих лет. Корпорация Tellurex [58] (компания по производству термоэлектриков) утверждает, что термоэлектрики способны работать более 100 000 часов в установившемся режиме.
  2. Термоэлектрики не содержат материалов, которые необходимо пополнять.
  3. Обогрев и охлаждение можно поменять местами.

Обратной стороной термоэлектрического преобразования энергии является низкий КПД (в настоящее время менее 10%). Разработка материалов, способных работать в более высоких температурных градиентах, и которые могут хорошо проводить электричество, не проводя при этом тепло (что до недавнего времени считалось невозможным [ цитата необходима ] ), приведет к повышению эффективности.

Будущая работа в области термоэлектричества может заключаться в преобразовании потраченного впустую тепла, например, при сгорании двигателя автомобиля, в электричество.

Электростатический (емкостный) [ править ]

Этот тип уборки основан на изменении емкости виброзависимых конденсаторов. Вибрации разделяют пластины заряженного переменного конденсатора, и механическая энергия преобразуется в электрическую. Сборщикам электростатической энергии необходим источник поляризации для работы и преобразования механической энергии вибраций в электричество. Источник поляризации должен быть порядка нескольких сотен вольт; это сильно усложняет схему управления питанием. Другое решение состоит в использовании электретов , которые представляют собой электрически заряженные диэлектрики, способные сохранять поляризацию на конденсаторе в течение многих лет. [59]Для этой цели можно адаптировать конструкции из классических генераторов электростатической индукции, которые также извлекают энергию из переменных емкостей. Получающиеся в результате устройства являются самосмещающимися и могут напрямую заряжать батареи или могут производить экспоненциально растущие напряжения на накопительных конденсаторах, из которых энергия может периодически извлекаться преобразователями постоянного тока в постоянный. [60]

Магнитная индукция [ править ]

Магнитная индукция относится к производству электродвижущей силы (т. Е. Напряжения) в изменяющемся магнитном поле . Это изменение магнитного поля может быть создано путем движения, либо вращение (т.е. эффект Wiegand и датчики Wiegand ) или линейное перемещение (т.е. вибрации ). [61]

Колебающиеся на кантилевере магниты чувствительны даже к небольшим колебаниям и создают микротоки, перемещаясь относительно проводников из-за закона индукции Фарадея . Разработав миниатюрное устройство такого типа в 2007 году, команда из Университета Саутгемптона сделала возможным установку такого устройства в среде, исключающей любое электрическое соединение с внешним миром. Датчики в недоступных местах теперь могут генерировать собственное питание и передавать данные внешним приемникам. [62]

Одним из основных ограничений комбайна для сбора энергии магнитной вибрации, разработанного в Саутгемптонском университете, является размер генератора, в данном случае примерно один кубический сантиметр, что слишком велико для интеграции в современные мобильные технологии. Полный генератор, включая схемы, имеет массивные размеры 4 см на 4 см на 1 см [62], почти такого же размера, как некоторые мобильные устройства, такие как iPod nano. Дальнейшее уменьшение размеров возможно за счет интеграции новых и более гибких материалов в качестве компонента консольной балки. В 2012 году группа в Северо-Западном университете разработала генератор с вибрационным приводом из полимера в виде пружины. [63] Это устройство могло работать на тех же частотах, что и устройство на основе кремния Саутгемптонского университета, но с размером составляющей луча в одну треть.

Также был предложен новый подход к сбору энергии на основе магнитной индукции с использованием феррожидкостей. В журнальной статье «Сборщик энергии на основе электромагнитной феррожидкости» обсуждается использование феррожидкости для сбора низкочастотной вибрационной энергии на частоте 2,2 Гц с выходной мощностью ~ 80 мВт на грамм. [64]

Совсем недавно изменение структуры доменных стенок с приложением напряжения было предложено в качестве метода сбора энергии с помощью магнитной индукции. В этом исследовании авторы показали, что приложенное напряжение может изменить структуру доменов в микропроводах. Окружающие вибрации могут вызвать напряжение в микропроводах, что может вызвать изменение структуры доменов и, следовательно, изменить индукцию. Сообщается о мощности порядка мкВт / см2. [65]

Коммерчески успешных комбайнов вибрационной энергии, основанных на магнитной индукции, все еще относительно мало. Примеры включают продукты, разработанные шведской компанией ReVibe Energy , технологическим отделением Saab Group . Другой пример - продукты, разработанные Perpetuum на основе первых прототипов Саутгемптонского университета. Они должны быть достаточно большими, чтобы генерировать мощность, требуемую узлами беспроводных датчиков (wsn), но в приложениях M2M это обычно не проблема. Эти харвестеры в настоящее время поставляются в больших объемах для силовых установок, производимых такими компаниями, как GE и Emerson, а также для систем контроля подшипников поездов, производимых Perpetuum. Датчики воздушных линий электропередачмогут использовать магнитную индукцию для сбора энергии непосредственно из проводника, который они контролируют. [66] [67]

Уровень сахара в крови [ править ]

Другой способ получения энергии - окисление сахара в крови. Эти сборщики энергии называются биобатареями . Их можно использовать для питания имплантированных электронных устройств (например, кардиостимуляторов, имплантированных биосенсоров для диабетиков, имплантированных активных устройств RFID и т. Д.). В настоящее время группа Минтир Университета Сент-Луиса создала ферменты, которые можно использовать для выработки энергии из сахара в крови. Однако через несколько лет ферменты все равно необходимо будет заменить. [68] В 2012 году кардиостимулятор работал на имплантируемых биотопливных элементах в Университете Кларксона под руководством доктора Евгения Каца. [69]

На основе дерева [ править ]

Сбор метаболической энергии деревьев - это один из видов сбора биоэнергетики. Voltree разработал метод сбора энергии с деревьев. Эти энергоуборочные комбайны используются для питания удаленных датчиков и ячеистых сетей в качестве основы для долгосрочной системы мониторинга лесных пожаров и погодных условий в лесу. Согласно веб-сайту Voltree, срок полезного использования такого устройства должен ограничиваться только сроком службы дерева, к которому оно прикреплено. Небольшая тестовая сеть была недавно развернута в лесу национального парка США. [70]

Другие источники энергии от деревьев включают в себя фиксацию физического движения дерева в генераторе. Теоретический анализ этого источника энергии показывает некоторые перспективы при питании небольших электронных устройств. [71] Практическое устройство, основанное на этой теории, было построено и успешно питало сенсорный узел в течение года. [72]

Метаматериал [ править ]

Устройство на основе метаматериалов по беспроводной связи преобразует микроволновый сигнал с частотой 900 МГц в постоянный ток 7,3 В (больше, чем у USB-устройства). Устройство можно настроить для сбора других сигналов, включая сигналы Wi-Fi, спутниковые сигналы или даже звуковые сигналы. В экспериментальном устройстве использовалась серия из пяти стекловолоконных и медных проводников. Эффективность преобразования достигла 37 процентов. Когда традиционные антенны расположены близко друг к другу в пространстве, они мешают друг другу. [73] [74] [75]Но так как мощность RF уменьшается на куб расстояния, количество мощности очень и очень мало. Хотя заявленное значение 7,3 вольт является большим, измерения приведены для разомкнутой цепи. Поскольку мощность настолько мала, при подключении любой нагрузки ток может почти отсутствовать.

Изменения атмосферного давления [ править ]

Давление атмосферы со временем изменяется естественным образом в зависимости от изменений температуры и погодных условий. Устройства с герметичной камерой могут использовать эти перепады давления для извлечения энергии. Это использовалось для обеспечения питания механических часов, таких как часы Atmos .

Ocean Energy [ править ]

Относительно новая концепция производства энергии - это получение энергии из океанов. На планете присутствуют большие массы вод, которые несут с собой большое количество энергии. Энергия в этом случае может вырабатываться приливными течениями, океанскими волнами, разницей в солености, а также разницей в температуре. По состоянию на 2018 год прилагаются усилия для сбора энергии таким образом. Недавно ВМС США смогли вырабатывать электричество, используя разницу температур в океане. [76]

Один из методов использования разницы температур на разных уровнях термоклина в океане - использование комбайна для сбора тепловой энергии, который снабжен материалом, который меняет фазу в разных температурных областях. Обычно это материал на основе полимера, который может выдерживать обратимую термообработку. Когда материал меняет фазу, разница энергии преобразуется в механическую энергию. [77] Используемые материалы должны будут иметь возможность изменять фазы с жидкой на твердую, в зависимости от положения термоклина под водой. [78]Эти материалы с фазовым переходом в установках сбора тепловой энергии были бы идеальным способом подзарядки или питания беспилотного подводного аппарата (БПА), поскольку он будет полагаться на теплую и холодную воду, уже присутствующую в больших водоемах; минимизация потребности в стандартной подзарядке аккумулятора. Улавливание этой энергии позволит выполнять более длительные миссии, поскольку отпадает необходимость в сборе или возврате для зарядки. [79] Это также очень экологически чистый метод питания подводных аппаратов. При использовании жидкости с фазовым переходом нет выбросов, и она, вероятно, будет иметь более длительный срок службы, чем у стандартной батареи.

Будущие направления [ править ]

Электроактивные полимеры (EAP) были предложены для сбора энергии. Эти полимеры обладают большой деформацией, плотностью упругой энергии и высокой эффективностью преобразования энергии. Предполагается, что общий вес систем на основе ЭАП (электроактивных полимеров) будет значительно ниже, чем на основе пьезоэлектрических материалов.

Наногенераторы , такие как производимые компанией Georgia Tech, могут предоставить новый способ питания устройств без батарей. [80] По состоянию на 2008 год он генерирует всего несколько десятков нановатт, что слишком мало для любого практического применения.

Шум был предметом предложения лаборатории NiPS в Италии для сбора широкого спектра низкомасштабных вибраций с помощью нелинейного динамического механизма, который может повысить эффективность комбайна до 4 раз по сравнению с традиционными линейными комбайнами. [81]

Комбинации различных типов [82] комбайнов для сбора энергии могут еще больше снизить зависимость от аккумуляторов, особенно в средах, где доступные типы окружающей энергии периодически меняются. Этот тип дополнительного сбалансированного сбора энергии может повысить надежность беспроводных сенсорных систем для мониторинга состояния конструкций. [83]

См. Также [ править ]

  • Энергия ветра, переносимая воздухом
  • Автомобильные термоэлектрические генераторы
  • EnOcean
  • Будущее развитие энергетики
  • IEEE 802.15 сверхширокополосных (СШП)
  • Список энергоресурсов
  • Очертание энергии
  • Система определения местоположения в реальном времени (RTL)
  • Аккумуляторная батарея
  • Ректенна
  • Солнечная батарея
  • Термоакустический тепловой двигатель
  • Термоэлектрический генератор
  • Повсеместная сенсорная сеть
  • Беспилотные летательные аппараты могут работать за счет сбора энергии
  • Беспроводная передача энергии

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гюлер U, Sendi СКО, Ghovanloo, М, `` двухрежимный пассивный выпрямитель для широкого диапазона потока входной мощности , IEEE 60 - го Международного симпозиума по Midwest схем и систем (MWSCAS), 2017 августа.
  2. ^ Тейт, Джозеф (1989). "Удивительный внешний силовой модуль" . Исследования окружающей среды . Проверено 16 января 2008 года .
  3. ^ "Архитектура для вибрационных микрогенераторов энергии, PD Mitcheson, TC Green, EM Yeatman, AS Holmes"
  4. ^ ik, batterij, автор: Эрик Вермёлен, NatuurWetenschap & Techniek, январь 2008 г.
  5. ^ a b Мунир, Билал; Владимир Дё (2018). «О влиянии мобильности на производительность безбатарейной системы сбора радиочастотной энергии» . Датчики . 18 (11): 3597. DOI : 10,3390 / s18113597 . PMC 6263956 . PMID 30360501 .  
  6. ^ Energy Harvester производит энергию из окружающей среды, исключая батареи в беспроводных датчиках
  7. ^ а б X. Канг и др. al « Полнодуплексная беспроводная коммуникационная сеть с энергетической причинностью , в IEEE Transactions on Wireless Communications, том 14, № 10, стр. 5539–5551, октябрь 2015 г.
  8. ^ Беспроводная передача энергии для бытовой электроники и электромобилей 2012–2022 гг . IDTechEx. Проверено 9 декабря 2013 г.
  9. ^ Модуль питания окружающей среды Inventor Джо Тейта преобразует радиочастоту к полезной электрической мощности (хотя только милливатты) достаточной для работы часы, сигналы тревоги дыма, зарядные устройств Ni-Cd, & гр.
  10. ^ Электронное устройство, работающее от ручных вводов, патент США № 5 838 138
  11. ^ Шариати, Негин; и другие. (2012). «Исследование радиочастотного поля и анализ максимальной доступной мощности для улучшенного отвода радиочастотной энергии». 42-я Европейская микроволновая конференция (EuMC), IEEE : 329–332. DOI : 10.23919 / EuMC.2012.6459223 .
  12. ^ Шариати, Негин; и другие. (2014). «Высокочувствительный выпрямитель для эффективного сбора радиочастотной энергии». 44-я Европейская конференция по микроволновому излучению (EuMC), IEEE, Рим : 1190–1193. DOI : 10.1109 / EuMC.2014.6986654 .
  13. ^ Шариати, Негин; и другие. (2015). «Высокочувствительный поглотитель частоты FM, интегрированный в строительные материалы». 45-я Европейская конференция по СВЧ (EuMC), IEEE, Париж . DOI : 10.1109 / EuMC.2015.7345701 .
  14. ^ Шариати, Негин; и другие. (2015). «Многофункциональный высокочувствительный выпрямитель для улучшенного отвода радиочастотной энергии» . Научные отчеты . 5 . DOI : 10.1038 / srep09655 .
  15. ^ Шариати, Негин; и другие. (2018). «Анализ многотонального возбуждения в харвестерах РЧ энергии - соображения и ограничения». Журнал IEEE «Интернет вещей» : 2804–2816. DOI : 10,1109 / JIOT.2018.2828978 . hdl : 10453/132255 .
  16. ^ Перси, Стивен; Крис Найт; Фрэнсис Курай; Кен Смарт (2012). «Обеспечение требований к питанию сенсорной сети с использованием радиочастотной передачи энергии» . Датчики . 12 (7): 8571–8585. DOI : 10.3390 / s120708571 . PMC 3444064 . PMID 23012506 .  
  17. ^ "Zephyr Energy | Windbeam | | Запатентованный Zephyr Energy Corporation микрогенератор Windbeam улавливает энергию из воздушного потока для подзарядки батарей и питания электронных устройств. устройства " .
  18. ^ Заводной кардиостимулятор
  19. ^ Уайт, Нью-Мексико; Glynne-Jones, P .; Биби, СП (2001). «Новый толстопленочный пьезоэлектрический микрогенератор» (PDF) . Умные материалы и конструкции . 10 (4): 850–852. Bibcode : 2001SMaS ... 10..850W . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 10/4/403 .
  20. ^ Kymissis, Джон (1998). «Сбор паразитической силы в обуви». Сборник статей. Второй международный симпозиум по носимым компьютерам (кат. № 98EX215) . Второй международный симпозиум по носимым компьютерам . С. 132–139. CiteSeerX 10.1.1.11.6175 . DOI : 10.1109 / ISWC.1998.729539 . ISBN  978-0-8186-9074-7. S2CID  56992 .
  21. ^ Сбор энергии промышленные реализации
  22. ^ Nanobrushes Zhong Lin Вана
  23. ^ Ву, Фань; Цай, Вэй; Ага, Яо-Вэнь; Сюй, Шию; Яо, Нан (1 марта 2016 г.). «Улавливание энергии на основе монокристаллического нанопояса PMN-PT» . Научные отчеты . 6 : 22513. Bibcode : 2016NatSR ... 622513W . DOI : 10.1038 / srep22513 . ISSN 2045-2322 . PMC 4772540 . PMID 26928788 .   
  24. ^ Проект VIBES
  25. ^ Электричество из носа
  26. ^ Xu, J .; Тан Дж. (23 ноября 2015 г.). «Многонаправленный сбор энергии пьезоэлектрическим кантилевером-маятником с внутренним резонансом». Письма по прикладной физике . 107 (21): 213902. Bibcode : 2015ApPhL.107u3902X . DOI : 10.1063 / 1.4936607 . ISSN 0003-6951 . 
  27. ^ Пьезоэлектрический комбайн миллиметрового масштаба
  28. ^ "Япония: Производство электроэнергии через выходы на вокзал"
  29. ^ Плитки Powerleap в качестве пьезоэлектрических машин для сбора энергии
  30. ^ "Электроэнергия, вырабатываемая пригородными поездами"
  31. ^ «Поглощение энергии с помощью пьезоэлектрических устройств, установленных на башмаках» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 9 апреля 2011 года . Проверено 9 февраля 2010 года .
  32. ^ Jeon, YB; Sood, R .; Ким, С.-Г. (2005). "Электрогенератор MEMS с поперечной модой тонкопленочного PZT". Датчики и исполнительные механизмы A: Физические . 122 : 16–22. DOI : 10.1016 / j.sna.2004.12.032 .
  33. ^ Сверхширокая уборочной полосы пропускания пьезоэлектрической энергия архивация 15 мая 2016 в Португалии Web Archive
  34. ^ Бейкер, Джесси; Раунди, Шад; Райт, Пол (2005). «Альтернативная геометрия для увеличения плотности мощности при поглощении энергии вибрации для беспроводных сенсорных сетей». 3-я Международная конференция по преобразованию энергии . Американский институт аэронавтики и астронавтики. DOI : 10.2514 / 6.2005-5617 . ISBN 978-1-62410-062-8.
  35. ^ Сюй, Цзя Вэнь; Лю, Юн Бин; Шао, Вэй Вэй; Фэн, Чжихуа (2012). «Оптимизация прямоугольного пьезоэлектрического кантилевера с использованием вспомогательных балок с разными уровнями жесткости для сбора энергии вибрации». Умные материалы и конструкции . 21 (6): 065017. Bibcode : 2012SMaS ... 21f5017X . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 21/6/065017 . ISSN 0964-1726 . 
  36. ^ Goldschmidtboeing, Франк; Войас, Питер (2008). «Определение характеристик различных форм пучка для сбора пьезоэлектрической энергии». Журнал микромеханики и микротехники . 18 (10): 104013. Bibcode : 2008JMiMi..18j4013G . DOI : 10.1088 / 0960-1317 / 18/10/104013 . ISSN 0960-1317 . 
  37. ^ Zyga, Лиза (8 марта 2018). «Энергетический комбайн собирает энергию из солнечного света и капель дождя» . Phys.org . Проверено 10 марта 2018 .
  38. ^ Жак и Пьер Кюри (1880) «Развитие сжатия электрического поля на наклонных поверхностях» (Развитие посредством сжатия электрической поляризации в полуэдральных кристаллах с наклонными гранями), Бюллетень горного общества Франции , т. 3, страницы 90 - 93. Перепечатано в: Jacques and Pierre Curie (1880) Développement, par pression, de l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées, Comptes rendus ..., vol. 91, pages 294 - 295 См. Также: Жак и Пьер Кюри (1880) "Sur l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées" (Об электрической поляризации в полуэдрических кристаллах с наклонными гранями), Comptes rendus..., т. 91, страницы 383 - 386.
  39. ^ «Акса Айтбар, директор по СМИ в Хайдарабадской модели Организации Объединенных Наций» . Архивировано из оригинала 9 июня 2015 года . Дата обращения 3 мая 2015 .
  40. ↑ Аббаси, Акса. Бета-индексирование IPI, пьезоэлектрические материалы и пьезоэлектрические умные дороги
  41. ^ «Акса Аббаси на 29-м исследовательском семинаре студентов IEEEP» . МУЭТ . Проверено 9 июля 2014 года .
  42. ^ «Акса Айтбар, организатор мероприятия Synergy14 '2014» . МУЭТ . Проверено 9 июля 2014 года .
  43. ^ "Акса Аббаси на съезде техно-волшебников Мехрана 2013, MTC'13" . МУЭТ . Проверено 9 июля 2014 года .
  44. ^ a b c d Аббаси, Акса. «Применение пьезоэлектрических материалов и пьезоэлектрических сетей для умных дорог». Международный журнал электротехники и вычислительной техники (IJECE), том 3, № 6 (2013), стр. 857–862.
  45. ^ «Умные автомагистрали и интеллектуальный транспорт» . Архивировано из оригинала 20 июля 2014 года . Проверено 9 июля 2014 года .
  46. ^ Ли, Феликс Ю.; Навид, Ашкон; Пилон, Лоран (2012). «Пироэлектрический сбор отходящей тепловой энергии с использованием теплопроводности». Прикладная теплотехника . 37 : 30–37. DOI : 10.1016 / j.applthermaleng.2011.12.034 .
  47. ^ Olsen, Randall B .; Бриско, Джозеф М .; Bruno, David A .; Батлер, Уильям Ф. (1981). «Пироэлектрический преобразователь энергии, использующий регенерацию». Сегнетоэлектрики . 38 : 975–978. DOI : 10.1080 / 00150198108209595 .
  48. ^ Olsen, RB; Bruno, DA; Briscoe, JM; Дуллеа Дж. (1984). «Каскадный пироэлектрический преобразователь энергии». Сегнетоэлектрики . 59 : 205–219. DOI : 10.1080 / 00150198408240091 .
  49. ^ Нгуен, Хип; Навид, Ашкон; Пилон, Лоран (2010). «Пироэлектрический преобразователь энергии с использованием сополимера P (VDF-TrFE) и цикла Ольсена для сбора отработанной тепловой энергии». Прикладная теплотехника . 30 (14–15): 2127–2137. DOI : 10.1016 / j.applthermaleng.2010.05.022 .
  50. ^ Морено, RC; Джеймс, BA; Navid, A .; Пилон, Л. (2012). «Пироэлектрический преобразователь энергии для сбора отработанного тепла: моделирование и эксперименты». Международный журнал тепломассообмена . 55 (15–16): 4301–4311. DOI : 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2012.03.075 .
  51. ^ Fang, J .; Frederich, H .; Пилон, Л. (2010). «Улавливание наноразмерного теплового излучения с использованием пироэлектрических материалов» . Журнал теплопередачи . 132 (9): 092701. DOI : 10,1115 / 1,4001634 .
  52. ^ Olsen, Randall B .; Bruno, David A .; Бриско, Джозеф М .; Джейкобс, Эверетт В. (1985). «Цикл пироэлектрического преобразования сополимера винилиденфторида и трифторэтилена» . Журнал прикладной физики . 57 (11): 5036–5042. Bibcode : 1985JAP .... 57.5036O . DOI : 10.1063 / 1.335280 .
  53. ↑ А. Навид и Л. Пилон (2011), «Сбор пироэлектрической энергии с использованием циклов Олсена в очищенных и пористых тонких пленках поливинилиденфторид-трифторэтилен», «Умные материалы и структуры», т. 20, нет. 2. С. 025012.
  54. ^ FY Lee, S. Goljahi, I. McKinley, CS Lynch и L. Pilon (2012), "Сбор энергии из пироэлектрических отходов тепла с использованием релаксорного сегнетоэлектрика 8/65/35 PLZT и цикла Ольсена", Smart Materials and Structures, vol . 21, нет. 2. С. 025021.
  55. ^ "Пироэлектрический поглотитель энергии" . Архивировано из оригинала 8 августа 2008 года . Проверено 7 августа 2008 года .
  56. ^ Термогенератор Фраунгофера 1
  57. ^ Термогенератор мощностью 15 мВт от Fraunhofer-Gesellschaft
  58. ^ Корпорация Tellurex
  59. ^ Блог Tikalon, Dev Gualtieri . Tikalon.com. Проверено 9 декабря 2013 г.
  60. ^ IEEE Xplore - Удвоитель электроэнергии, используемый в качестве зарядного устройства . Ieeexplore.ieee.org. Проверено 9 декабря 2013 г.
  61. ^ «Технологии сбора энергии для устройств IoT Edge» . Приложение "Электронные устройства и сети" . Июль 2018 г.
  62. ^ a b "Крошечный генератор хороших флюидов". BBC News . 5 июля 2007 г.
  63. ^ "Полимерный вибрационный генератор" Hindawi Publishing Corporation . 13 марта 2012 г.
  64. ^ Bibo, A .; Masana, R .; King, A .; Li, G .; Дакак, MF (июнь 2012 г.). «Электромагнитный комбайн на основе феррожидкости». Физика Буквы A . 376 (32): 2163–2166. Bibcode : 2012PhLA..376.2163B . DOI : 10.1016 / j.physleta.2012.05.033 .
  65. ^ Бхатти, Сабприт; Ма, Чуанг; Лю, Сяоси; Пираманаягам, С. Н. (2019). "Вызванное напряжением движение доменной стенки в магнитных микропроводах на основе Fe- кобальта для реализации сбора энергии" . Современные электронные материалы . 5 : 1800467. дои : 10.1002 / aelm.201800467 .
  66. ^ Кристиан Бах. «Мониторинг линий электропередач для управления потреблением энергии, Примечание по применению 308» (PDF) . EnOcean . Проверено 1 июня 2013 года .
  67. ^ Йи Ян; Диван, Д .; Harley, RG; Хабетлер, Т.Г. (2006). «Power line sensornet - новая концепция мониторинга электросетей». 2006 Общее собрание Энергетического общества IEEE . С. 8 с. doi : 10.1109 / PES.2006.1709566 . ISBN 978-1-4244-0493-3. S2CID  42150653 .
  68. ↑ Сила внутри, Боб Холмс, New Scientist, 25 августа 2007 г.
  69. ^ К. МакВитти, Дж. Халамек, Л. Халамакова, М. Сауткотт, У. Джемисон, Э. Кац, «От лобстеров-киборгов до кардиостимулятора, работающего на имплантируемых биотопливных клетках», Energy & Environmental Science, 2013, 6, 81–86
  70. ^ "Веб-сайт Вольтри"
  71. ^ МакГарри, Скотт; Найт, Крис (28 сентября 2011 г.). «Возможность получения энергии от движения деревьев» . Датчики . 11 (10): 9275–9299. DOI : 10.3390 / s111009275 . PMC 3231266 . PMID 22163695 .  
  72. ^ МакГарри, Скотт; Найт, Крис (4 сентября 2012 г.). «Разработка и успешное применение устройства сбора энергии движения деревьев для питания беспроводного сенсорного узла». Датчики . 12 (9): 12110–12125. CiteSeerX 10.1.1.309.8093 . DOI : 10.3390 / s120912110 . S2CID 10736694 .  
  73. ^ Беспроводное устройство преобразует «потерянную» микроволновую энергию в электрическую . KurzweilAI. Проверено 9 декабря 2013 г.
  74. ^ Устройство сбора энергии преобразует микроволновые сигналы в электричество . Gizmag.com. Проверено 9 декабря 2013 г.
  75. ^ Хоукс, AM; Катко, АР; Каммер, С.А. (2013). «Микроволновый метаматериал со встроенной функцией сбора энергии» (PDF) . Письма по прикладной физике . 103 (16): 163901. Bibcode : 2013ApPhL.103p3901H . DOI : 10.1063 / 1.4824473 . ЛВП : 10161/8006 .
  76. ^ «Преобразование тепловой энергии океана - объяснение энергии, ваш путеводитель по пониманию энергии - Управление энергетической информации» .
  77. Перейти ↑ Ma, Z., Wang, Y., Wang, S., & Yang, Y. (2016). Сбор тепловой энергии океана с помощью материала с фазовым переходом для подводного планера. Прикладная энергия, 589.
  78. ^ Ван, Г. (2019). Исследование сбора тепловой энергии океана на основе материала с фазовым переходом (PCM). Политехнический институт и университет штата Вирджиния, Блэксбург.
  79. Перейти ↑ Wang, G., Ha, DS, & Wand, KG (2019). Масштабируемый комбайн для сбора тепловой энергии для окружающей среды на основе материалов с твердым / жидким фазовым переходом. Прикладная энергия, 1468-1480 гг.
  80. ^ Технологический наногенератор Джорджии
  81. ^ Сбор шума
  82. ^ X. Kang et al. al `` Минимизация затрат для каналов с замиранием с помощью сбора энергии и обычной энергии , в транзакциях IEEE по беспроводной связи, т. 13, нет. 8. С. 4586–4598, август 2014 г.
  83. ^ Вербелен, Янник; Braeken, An; Тухафи, Абделлах (2014). «На пути к дополнительному сбалансированному решению по сбору энергии для встраиваемых систем с низким энергопотреблением» . Микросистемные технологии . 20 (4): 1007–1021. DOI : 10.1007 / s00542-014-2103-1 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Каллендар, Хью Лонгборн (1911). «Термоэлектричество»  . Encyclopdia Britannica . 26 (11-е изд.). С. 814–821.