.jpg)
av professor Khalil Najafi
Emner som dekkes
Abstrakt
Innledning
Tilgjengelig Strøm
Mekanisk Motion Kilder
Solar og termisk Kilder
Transduksjon Techniques
Elektromagnetisk Generatorer
Piezoelektriske Generatorer
Multi-Mode Energy Generators
Utfordringer
Effektivitet
Manufacturing
Elektronikk
Konklusjoner
Referanser
Abstrakt
Det økende antall autonome miniatyr elektroniske enheter bringer med seg problemet med en tilstrekkelig og pålitelig strømforsyning. Micropower miljømessige energihøsting generatorer tilby en alternativ kilde til fornybar energi. Disse strømforsyningene kan bidra til å støtte miljøet, wearable eller kirurgisk implanterbare mikrosystemer. De kan bistå eller erstatte batterier i noen programmer.
Høsting av energi fra ulike miljømessige kilder har vært et forskningsområde fokus på Wireless Integrated Micro Systems Engineering Research Center (WIMS). Micro energihøstere basert på piezoelektrisk, elektromagnetisk, termoelektrisk teknikker fra både vibrasjon og varme kilder er under utvikling. Micro batterier blir også studert.
En gjennomgang av forskning på energi konvertering vil bli presentert, inkludert optimalisering av batteridrevne systemer for biologisk implantater, energi scavenging fra transpirasjon, en mikro termoelektrisk generator for mikrosystemer, multimode energi scavenging fra miljøet, MEMS-baserte energihøsting for lavfrekvente vibrasjoner og MEMS-baserte mekanisk energi scavenger for flygende insekter
Noen pågående utfordringer gjenstår før disse scavengers kan bli vedtatt i kommersiell skala. Disse inkluderer: 1) miniatyrisering av generatorer, 2) å forbedre tilgjengelig energi tetthet, 3) å øke effektiviteten av miljø energi kopling til mikro skurtreskere, 4) utvikling av høy effektivitet retting og energi lagring, og 5) å utvikle egnet apparat emballasje for lang sikt pålitelighet. Noen nyere resultater på disse områdene vil bli presentert.
Innledning
Fjernstyrte mikrosystemer har vært begrenset av batteriets levetid og batteri størrelse. Batterier er vanligvis den dominerende komponenten i form av størrelse på mikro skala. Energihøsting viser løfte som et alternativ for å drive disse enhetene. Energiproduksjon fra vibrasjon eller bevegelse, solens lys, og temperaturendringer er etablert som et kommersielt levedyktig alternativ på human-powered lommelykter, solenergi kalkulatorer og termisk-drevet armbåndsur.
Micropower harvesters er målrettet mot applikasjoner hvor utplassering av batteri-baserte enheter eller når batteribytte er vanskelig, dyrt eller umulig. Fjernmåling steder, embedded strukturelle overvåking, sporing av containere, pacemakere, og humanimplants er blant de programmene hvor batteri-opererte enheter har begrensninger.