La cosecha de energía (también conocido como la recolección de energía o de eliminación de energía o potencia ambiente ) es el proceso por el cual la energía se deriva de fuentes externas (por ejemplo, energía solar , energía térmica , energía eólica , gradientes de salinidad , y la energía cinética , también conocidos como la energía ambiental ), capturados y almacenados para pequeños dispositivos inalámbricos autónomos, como los que se utilizan en dispositivos electrónicos portátiles y redes de sensores inalámbricos . [1]
Los recolectores de energía proporcionan una cantidad muy pequeña de energía para la electrónica de bajo consumo. Mientras que el combustible de entrada para algunos recursos de generación a gran escala cuesta recursos (petróleo, carbón, etc.), la fuente de energía para los recolectores de energía está presente como fondo ambiental. Por ejemplo, existen gradientes de temperatura por el funcionamiento de un motor de combustión y, en las zonas urbanas, existe una gran cantidad de energía electromagnética en el medio ambiente debido a la transmisión de radio y televisión.
Una de las primeras aplicaciones de la energía ambiental obtenida de la radiación electromagnética ambiental (EMR) es la radio de cristal .
Los principios de la recolección de energía de EMR ambiental se pueden demostrar con componentes básicos. [2]
Operación
Los dispositivos de recolección de energía que convierten la energía ambiental en energía eléctrica han atraído mucho interés tanto en el sector militar como en el comercial. Algunos sistemas convierten el movimiento, como el de las olas del océano, en electricidad para ser utilizada por sensores de monitoreo oceanográfico para operación autónoma. Las aplicaciones futuras pueden incluir dispositivos de salida de alta potencia (o matrices de tales dispositivos) implementados en ubicaciones remotas para servir como estaciones de energía confiables para sistemas grandes. Otra aplicación es la electrónica portátil, donde los dispositivos de recolección de energía pueden alimentar o recargar teléfonos celulares, computadoras móviles, equipos de comunicación por radio, etc. Todos estos dispositivos deben ser lo suficientemente robustos para soportar una exposición prolongada a entornos hostiles y tener una amplia gama de dinámicas Sensibilidad para explotar todo el espectro de movimientos ondulatorios.
Acumulando energía
La energía también se puede recolectar para alimentar pequeños sensores autónomos como los desarrollados con tecnología MEMS . Estos sistemas suelen ser muy pequeños y requieren poca energía, pero sus aplicaciones están limitadas por la dependencia de la energía de la batería. Aprovechar la energía de las vibraciones ambientales, el viento, el calor o la luz podría permitir que los sensores inteligentes funcionen indefinidamente.
Las densidades de potencia típicas disponibles de los dispositivos de recolección de energía dependen en gran medida de la aplicación específica (que afecta el tamaño del generador) y del diseño en sí del generador de recolección. En general, para dispositivos accionados por movimiento, los valores típicos son unos pocos µW / cm³ para aplicaciones accionadas por el cuerpo humano y cientos de µW / cm³ para generadores accionados por maquinaria. [3] La mayoría de los dispositivos de captación de energía para dispositivos electrónicos portátiles generan muy poca energía. [4] [ verificación necesaria ]
Almacenamiento de energía
En general, la energía se puede almacenar en un condensador , supercondensador o batería . Los condensadores se utilizan cuando la aplicación necesita proporcionar grandes picos de energía. Las baterías pierden menos energía y, por lo tanto, se utilizan cuando el dispositivo necesita proporcionar un flujo constante de energía. estos aspectos de la batería dependen del tipo que se utilice. Un tipo común de batería que se usa para este propósito es la batería de plomo-ácido o de iones de litio, aunque los tipos más antiguos, como el hidruro metálico de níquel, todavía se usan ampliamente en la actualidad. En comparación con las baterías, los supercondensadores tienen ciclos de carga y descarga prácticamente ilimitados y, por lo tanto, pueden funcionar para siempre, lo que permite una operación sin mantenimiento en IoT y dispositivos de sensores inalámbricos. [5]
Uso del poder
El interés actual en la recolección de energía de baja potencia es para redes de sensores independientes. En estas aplicaciones, un esquema de recolección de energía coloca la energía almacenada en un capacitor y luego aumenta / regula a un segundo capacitor de almacenamiento o batería para su uso en el microprocesador [6] o en la transmisión de datos. [7] La energía se usa generalmente en una aplicación de sensor y los datos se almacenan o se transmiten posiblemente a través de un método inalámbrico. [8]
Motivación
La historia de la recolección de energía se remonta al molino de viento y la rueda hidráulica. La gente ha buscado formas de almacenar la energía del calor y las vibraciones durante muchas décadas. Una fuerza impulsora detrás de la búsqueda de nuevos dispositivos de recolección de energía es el deseo de alimentar redes de sensores y dispositivos móviles sin baterías. La recolección de energía también está motivada por el deseo de abordar el problema del cambio climático y el calentamiento global.
Fuentes de energia
Hay muchas fuentes de energía a pequeña escala que generalmente no se pueden escalar al tamaño industrial en términos de producción comparable a la energía solar, eólica o undimotriz de tamaño industrial:
- Algunos relojes de pulsera funcionan con energía cinética (llamados relojes automáticos ), en este caso se utiliza el movimiento del brazo. El movimiento del brazo provoca el enrollamiento de su resorte principal . Un diseño más nuevo introducido por Seiko ("Kinetic") utiliza el movimiento de un imán en el generador electromagnético en lugar de alimentar el movimiento de cuarzo. El movimiento proporciona una tasa de cambio de flujo, lo que da como resultado una fem inducida en las bobinas. El concepto está relacionado con la Ley de Faraday .
- La energía fotovoltaica es un método de generación de energía eléctrica mediante la conversión de la radiación solar (tanto en interiores como en exteriores) en electricidad de corriente continua utilizando semiconductores que exhiben el efecto fotovoltaico . La generación de energía fotovoltaica emplea paneles solares compuestos por varias células que contienen un material fotovoltaico. Tenga en cuenta que la energía fotovoltaica se ha ampliado al tamaño industrial y que existen grandes granjas solares.
- Los generadores termoeléctricos (TEG) consisten en la unión de dos materiales diferentes y la presencia de un gradiente térmico. Son posibles grandes salidas de voltaje conectando muchas uniones eléctricamente en serie y térmicamente en paralelo. El rendimiento típico es de 100 a 300 μV / K por unión. Estos se pueden utilizar para capturar mW.s de energía de equipos industriales, estructuras e incluso del cuerpo humano. Por lo general, se combinan con disipadores de calor para mejorar el gradiente de temperatura.
- Las micro turbinas eólicas se utilizan para recolectar energía eólica fácilmente disponible en el medio ambiente en forma de energía cinética para alimentar los dispositivos electrónicos de baja potencia, como los nodos de sensores inalámbricos. Cuando el aire fluye a través de las palas de la turbina, se desarrolla una diferencia de presión neta entre las velocidades del viento por encima y por debajo de las palas. Esto dará como resultado una fuerza de elevación generada que, a su vez, hará girar las cuchillas. Al igual que la energía fotovoltaica, los parques eólicos se han construido a escala industrial y se están utilizando para generar cantidades sustanciales de energía eléctrica.
- Los cristales o fibras piezoeléctricos generan un pequeño voltaje siempre que se deforman mecánicamente. La vibración de los motores puede estimular los materiales piezoeléctricos, al igual que el tacón de un zapato o la presión de un botón.
- Las antenas especiales pueden recolectar energía de las ondas de radio perdidas, [9] esto también se puede hacer con una Rectenna y, teóricamente, con radiación EM de frecuencia aún más alta con una Nantenna .
- La energía de las teclas presionadas durante el uso de un dispositivo electrónico portátil o un control remoto, utilizando un imán y una bobina o convertidores de energía piezoeléctricos, se puede utilizar para ayudar a alimentar el dispositivo. [10]
- Cosecha de energía vibratoria basada en inducción electromagnética que utiliza un imán y una bobina de cobre en las versiones más simples para generar una corriente que se puede convertir en electricidad.
Cosecha de energía de RF
La recolección de energía de radiofrecuencia (RF) ha experimentado un rápido desarrollo en los últimos años debido al creciente número de fuentes transmisoras de RF que producen un abundante desperdicio de energía de microondas en el ambiente. Además, el desarrollo de tecnologías de transmisión de energía inalámbrica (WPT) ha impulsado la recolección de energía de RF. Por lo tanto, la captación de energía de RF es una solución prometedora, ya que tiene el potencial de proporcionar una fuente de energía sostenible para satisfacer las demandas futuras. La captación eficiente de energía de RF ambiental es un tema muy desafiante, ya que se ocupa de los bajos niveles de potencia de RF disponibles en el entorno. Los niveles de energía recuperable generalmente se desconocen y pueden variar de manera impredecible; por lo tanto, despertó interés en la investigación para desarrollar captadores de energía de RF altamente sensibles para capturar señales de RF ambientales en un rango de niveles de potencia de entrada bajos. [11] [12] [13] [14] [15]
Fuentes de radiación ambiental
Una posible fuente de energía proviene de transmisores de radio ubicuos. Históricamente, se necesita un área de recolección grande o muy cerca de la fuente de energía inalámbrica radiante para obtener niveles de energía útiles de esta fuente. La nantenna es un desarrollo propuesto que superaría esta limitación haciendo uso de la abundante radiación natural (como la radiación solar ).
Una idea es transmitir deliberadamente energía de RF a la energía y recopilar información de dispositivos remotos: [7] Esto ahora es un lugar común en los sistemas de identificación pasiva por radiofrecuencia (RFID), pero la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. Y Seguridad (y organismos equivalentes en todo el mundo) limitan la potencia máxima que se puede transmitir de esta manera al uso civil. Este método se ha utilizado para alimentar nodos individuales en una red de sensores inalámbricos [16] [5]
Flujo de fluido
El flujo de aire se puede aprovechar mediante diversas tecnologías de generador de turbina y sin turbina. Las turbinas eólicas remolcadas y los sistemas de energía eólica aerotransportada (AWES) extraen el flujo de aire. Por ejemplo, el microgenerador Windbeam patentado de Zephyr Energy Corporation captura energía del flujo de aire para recargar baterías y alimentar dispositivos electrónicos. El novedoso diseño del Windbeam le permite operar silenciosamente con velocidades de viento tan bajas como 2 mph. El generador consta de una viga liviana suspendida por resortes duraderos dentro de un marco exterior. El rayo oscila rápidamente cuando se expone al flujo de aire debido a los efectos de múltiples fenómenos de flujo de fluidos. Un conjunto de alternador lineal convierte el movimiento del haz oscilante en energía eléctrica utilizable. La falta de cojinetes y engranajes elimina las ineficiencias por fricción y el ruido. El generador puede funcionar en entornos con poca luz no adecuados para paneles solares (por ejemplo, conductos HVAC) y es económico debido a los componentes de bajo costo y la construcción simple. La tecnología escalable se puede optimizar para satisfacer los requisitos energéticos y las limitaciones de diseño de una aplicación determinada. [17]
El flujo de sangre también se puede utilizar para alimentar dispositivos. Por ejemplo, el marcapasos desarrollado en la Universidad de Berna, utiliza el flujo sanguíneo para enrollar un resorte que a su vez acciona un microgenerador eléctrico. [18]
Fotovoltaica
La tecnología inalámbrica de recolección de energía fotovoltaica (FV) ofrece ventajas significativas sobre las soluciones de sensores con cables o únicamente alimentadas por batería: fuentes de energía prácticamente inagotables con pocos o ningún efecto ambiental adverso. Hasta la fecha, las soluciones de recolección fotovoltaica en interiores han sido impulsadas por silicio amorfo especialmente ajustado (aSi), una tecnología más utilizada en calculadoras solares. En los últimos años, las nuevas tecnologías fotovoltaicas se han puesto a la vanguardia en la captación de energía, como las células solares sensibilizadas con colorante ( DSSC ). Los tintes absorben la luz al igual que la clorofila en las plantas. Los electrones liberados en el impacto escapan a la capa de TiO 2 y desde allí se difunden, a través del electrolito, ya que el tinte se puede sintonizar con el espectro visible y se puede producir una potencia mucho mayor. A 200 lux, un DSSC puede proporcionar más de 10 µW por cm 2 .
Piezoeléctrico
El efecto piezoeléctrico convierte la tensión mecánica en corriente o voltaje eléctrico. Esta cepa puede provenir de muchas fuentes diferentes. El movimiento humano, las vibraciones sísmicas de baja frecuencia y el ruido acústico son ejemplos cotidianos. Excepto en raras ocasiones, el efecto piezoeléctrico opera en CA y requiere entradas variables en el tiempo en resonancia mecánica para ser eficiente.
La mayoría de las fuentes de electricidad piezoeléctrica producen energía del orden de milivatios, demasiado pequeña para la aplicación del sistema, pero suficiente para dispositivos portátiles como algunos relojes de pulsera de cuerda automática disponibles en el mercado. Una propuesta es que se utilicen para dispositivos a microescala, como en un dispositivo que recolecta energía microhidráulica. En este dispositivo, el flujo de fluido hidráulico presurizado acciona un pistón alternativo sostenido por tres elementos piezoeléctricos que convierten las fluctuaciones de presión en una corriente alterna.
Como la recolección de energía piezoeléctrica se ha investigado solo desde finales de la década de 1990, [19] [20] sigue siendo una tecnología emergente. No obstante, se realizaron algunas mejoras interesantes con el interruptor electrónico autoamplificado de la escuela de ingeniería INSA, implementado por la spin-off Arveni. En 2006, se creó la prueba de concepto de un botón pulsador de timbre inalámbrico sin batería y, recientemente, un producto mostró que el interruptor de pared inalámbrico clásico puede ser alimentado por una cosechadora piezoeléctrica. Otras aplicaciones industriales aparecieron entre 2000 y 2005, [21] para recolectar energía de vibraciones y suministrar sensores, por ejemplo, o para recolectar energía de impactos.
Los sistemas piezoeléctricos pueden convertir el movimiento del cuerpo humano en energía eléctrica. DARPA ha financiado esfuerzos para aprovechar la energía del movimiento de piernas y brazos, impactos de zapatos y presión arterial para potencia de bajo nivel a sensores implantables o portátiles. Los nanocepillos son otro ejemplo de recolector de energía piezoeléctrica. [22] Se pueden integrar en la ropa. Se han explotado muchas otras nanoestructuras para construir un dispositivo de recolección de energía, por ejemplo, en 2016 se fabricó y ensambló un nanocinturón de PMN-PT monocristalino en un recolector de energía piezoeléctrica [23]. Es necesario un diseño cuidadoso para minimizar la incomodidad del usuario. Estas fuentes de recolección de energía por asociación afectan al cuerpo. El Proyecto de captación de energía de vibraciones [24] es otro proyecto que se creó para tratar de captar la energía eléctrica de las vibraciones y movimientos ambientales. El microcinturón se puede usar para recolectar electricidad de la respiración. [25] Además, como la vibración del movimiento humano viene en tres direcciones, se crea un recolector de energía omnidireccional basado en voladizo piezoeléctrico utilizando resonancia interna 1: 2. [26] Por último, también se ha creado un recolector de energía piezoeléctrica a escala milimétrica. [27]
El uso de materiales piezoeléctricos para recolectar energía ya se ha vuelto popular. Los materiales piezoeléctricos tienen la capacidad de transformar la energía de deformación mecánica en carga eléctrica. Se están incrustando elementos piezoeléctricos en las pasarelas [28] [29] [30] para recuperar la "energía de la gente" de los pasos. También se pueden incrustar en los zapatos [31] para recuperar la "energía para caminar". Los investigadores del MIT desarrollaron el primer recolector de energía piezoeléctrica a microescala utilizando PZT de película delgada en 2005. [32] Arman Hajati y Sang-Gook Kim inventaron el dispositivo de recolección de energía piezoeléctrica a microescala de ancho de banda ultraancho explotando la rigidez no lineal de un doble resonador de sistemas microelectromecánicos sujetos ( MEMS ). La deformación por estiramiento en una viga doblemente sujetada muestra una rigidez no lineal, que proporciona una retroalimentación pasiva y da como resultado una resonancia en modo Duffing con refuerzo de amplitud. [33] Normalmente, se adoptan voladizos piezoeléctricos para el sistema de captación de energía mencionado anteriormente. Un inconveniente es que el voladizo piezoeléctrico tiene una distribución de deformación en gradiente, es decir, el transductor piezoeléctrico no se utiliza completamente. Para abordar este problema, se proponen voladizos en forma de triángulo y en forma de L para una distribución uniforme de la deformación. [34] [35] [36]
En 2018, los investigadores de la Universidad de Soochow informaron sobre la hibridación de un nanogenerador triboeléctrico y una celda solar de silicio al compartir un electrodo mutuo. Este dispositivo puede recolectar energía solar o convertir la energía mecánica de las gotas de lluvia que caen en electricidad. [37]
Energía de carreteras inteligentes y piezoelectricidad
Los hermanos Pierre Curie y Jacques Curie dieron el concepto de efecto piezoeléctrico en 1880. [38] El efecto piezoeléctrico convierte la tensión mecánica en voltaje o corriente eléctrica y genera energía eléctrica a partir de cambios de movimiento, peso, vibración y temperatura como se muestra en la figura.
Considerando el efecto piezoeléctrico en titanato de circonato de plomo de película delgada Se ha desarrollado el dispositivo de generación de energía PZT, sistemas microelectromecánicos ( MEMS ). Durante la reciente mejora en la tecnología piezoeléctrica, Aqsa Abbasi [39] [40] [41] [42] [43] ) diferenció dos modos llamados y en convertidores de vibración y rediseñado para resonar a frecuencias específicas desde una fuente de energía de vibración externa, creando así energía eléctrica a través del efecto piezoeléctrico utilizando masa amortiguada electromecánica. [44] Sin embargo, Aqsa desarrolló más dispositivos electrostáticos con estructura de haz que son más difíciles de fabricar que los dispositivos PZT MEMS en comparación con dispositivos similares porque el procesamiento general de silicio implica muchos más pasos de máscara que no requieren película PZT. PiezoeléctricoLos sensores y actuadores de tipo tienen una estructura de viga en voladizo que consta de un electrodo inferior de membrana , una película, una película piezoeléctrica y un electrodo superior. Se requieren más de (3 ~ 5 máscaras) pasos de máscara para modelar cada capa mientras tienen un voltaje inducido muy bajo. Cristales piroeléctricos que tienen un eje polar único y tienen polarización espontánea, a lo largo de la cual existe la polarización espontánea. Estos son los cristales de las clases 6 mm , 4 mm , mm2 , 6 , 4 , 3 m , 3 , 2 , m . El eje polar especial, el eje cristalofísico X3 , coincide con los ejes L6 , L4 , L3 y L2 de los cristales o se encuentra en el único plano recto P (clase “m”) . En consecuencia, los centros eléctricos de cargas positivas y negativas son desplazados de una celda elemental de las posiciones de equilibrio, es decir, la polarización espontánea del cristal cambia. Por lo tanto, todos los cristales considerados tienen polarización espontánea.. Dado que el efecto piezoeléctrico en cristales piroeléctricos surge como resultado de cambios en su polarización espontánea bajo efectos externos ( campos eléctricos , tensiones mecánicas). Como resultado del desplazamiento, Aqsa Abbasi introdujo un cambio en los componentes a lo largo de los tres ejes . Suponer quees proporcional a las tensiones mecánicas que provocan en una primera aproximación, lo que resultadonde Tkl representa la tensión mecánica y dikl representa los módulos piezoeléctricos. [44]
Las películas delgadas de PZT han atraído la atención para aplicaciones como sensores de fuerza, acelerómetros , actuadores de giroscopios, ópticas sintonizables, microbombas, RAM ferroeléctrica, sistemas de visualización y carreteras inteligentes, [44] cuando las fuentes de energía son limitadas, la recolección de energía juega un papel importante en la ambiente. Las carreteras inteligentes tienen el potencial de desempeñar un papel importante en la generación de energía. Incrustar material piezoeléctrico en la carretera puede convertir la presión ejercida por los vehículos en movimiento en voltaje y corriente. [44]
Sistema inteligente de transporte inteligente
Los sensores piezoeléctricos son más útiles en tecnologías de carreteras inteligentes que se pueden utilizar para crear sistemas que son inteligentes y mejoran la productividad a largo plazo. Imagine carreteras que alertan a los automovilistas de un atasco antes de que se forme. O puentes que informan cuando están en riesgo de colapso, o una red eléctrica que se repara cuando se producen apagones. Durante muchas décadas, científicos y expertos han argumentado que la mejor manera de combatir la congestión son los sistemas de transporte inteligentes, como los sensores en las carreteras para medir el tráfico y los semáforos sincronizados para controlar el flujo de vehículos. Pero la difusión de estas tecnologías se ha visto limitada por el costo. También hay algunos otros proyectos listos para usar con tecnología inteligente que podrían implementarse con bastante rapidez, pero la mayoría de las tecnologías aún se encuentran en la etapa de desarrollo y es posible que no estén disponibles en la práctica durante cinco años o más. [45] [ necesita actualización ]
Piroeléctrico
El efecto piroeléctrico convierte un cambio de temperatura en corriente o voltaje eléctrico. Es análogo al efecto piezoeléctrico , que es otro tipo de comportamiento ferroeléctrico . La piroelectricidad requiere entradas variables en el tiempo y adolece de pequeñas salidas de potencia en aplicaciones de recolección de energía debido a sus bajas frecuencias de funcionamiento. Sin embargo, una ventaja clave de los piroeléctricos sobre los termoeléctricos es que muchos materiales piroeléctricos son estables hasta 1200 ° C o más, lo que permite la recolección de energía de fuentes de alta temperatura y, por lo tanto, aumenta la eficiencia termodinámica .
Una forma de convertir directamente el calor residual en electricidad es ejecutando el ciclo de Olsen en materiales piroeléctricos. El ciclo de Olsen consta de dos procesos de campo isotérmico y dos isoeléctrico en el diagrama de desplazamiento eléctrico-campo eléctrico (DE). El principio del ciclo de Olsen es cargar un condensador mediante enfriamiento en un campo eléctrico bajo y descargarlo en un campo eléctrico más alto. Se han desarrollado varios convertidores piroeléctricos para implementar el ciclo de Olsen utilizando conducción, [46] convección, [47] [48] [49] [50] o radiación. [51] También se ha establecido teóricamente que la conversión piroeléctrica basada en la regeneración de calor utilizando un fluido de trabajo oscilante y el ciclo de Olsen puede alcanzar la eficiencia de Carnot entre un depósito térmico frío y uno caliente. [52] Además, estudios recientes han establecido polímeros de fluoruro de polivinilideno trifluoroetileno [P (VDF-TrFE)] [53] y cerámicas de titanato de circonato de plomo lantano (PLZT) [54] como materiales piroeléctricos prometedores para su uso en convertidores de energía debido a su gran energía densidades generadas a bajas temperaturas. Además, recientemente se introdujo un dispositivo de barrido piroeléctrico que no requiere entradas variables en el tiempo. El dispositivo de recolección de energía utiliza el campo eléctrico despolarizador de bordes de un piroeléctrico calentado para convertir la energía térmica en energía mecánica en lugar de extraer corriente eléctrica de dos placas unidas a las caras de cristal. [55]
Termoeléctricos
En 1821, Thomas Johann Seebeck descubrió que un gradiente térmico formado entre dos conductores diferentes produce un voltaje. En el corazón del efecto termoeléctrico está el hecho de que un gradiente de temperatura en un material conductor da como resultado un flujo de calor; esto da como resultado la difusión de portadores de carga. El flujo de portadores de carga entre las regiones frías y calientes crea a su vez una diferencia de voltaje. En 1834, Jean Charles Athanase Peltier descubrió que hacer pasar una corriente eléctrica a través de la unión de dos conductores diferentes podría, dependiendo de la dirección de la corriente, hacer que actuara como un calentador o un enfriador. El calor absorbido o producido es proporcional a la corriente y la constante de proporcionalidad se conoce como coeficiente de Peltier. Hoy en día, debido al conocimiento de los efectos Seebeck y Peltier , los materiales termoeléctricos se pueden utilizar como calentadores, refrigeradores y generadores (TEG).
Los materiales termoeléctricos ideales tienen un alto coeficiente de Seebeck, alta conductividad eléctrica y baja conductividad térmica. Es necesaria una baja conductividad térmica para mantener un alto gradiente térmico en la unión. Los módulos termoeléctricos estándar fabricados en la actualidad consisten en semiconductores de telururo de bismuto dopados con P y N intercalados entre dos placas de cerámica metalizada. Las placas de cerámica añaden rigidez y aislamiento eléctrico al sistema. Los semiconductores están conectados eléctricamente en serie y térmicamente en paralelo.
Se han desarrollado termopares en miniatura que convierten el calor corporal en electricidad y generan 40 μ W a 3 V con un gradiente de temperatura de 5 grados, mientras que en el otro extremo de la escala, los termopares grandes se utilizan en baterías RTG nucleares .
Ejemplos prácticos son el medidor de frecuencia cardíaca de dedo del Holst Center y los termogeneradores de Fraunhofer-Gesellschaft. [56] [57]
Ventajas de la termoeléctrica:
- Ninguna pieza móvil permite un funcionamiento continuo durante muchos años. Tellurex Corporation [58] (una empresa de producción termoeléctrica) afirma que las termoeléctricas son capaces de funcionar durante más de 100.000 horas en régimen permanente.
- Los termoeléctricos no contienen materiales que deban reponerse.
- La calefacción y la refrigeración se pueden invertir.
Una desventaja de la conversión de energía termoeléctrica es la baja eficiencia (actualmente menos del 10%). El desarrollo de materiales que puedan operar en gradientes de temperatura más altos, y que puedan conducir bien la electricidad sin también conducir el calor (algo que hasta hace poco se pensaba imposible [ cita requerida ] ), resultará en una mayor eficiencia.
El trabajo futuro en termoeléctrica podría consistir en convertir el calor desperdiciado, como en la combustión de motores de automóviles, en electricidad.
Electrostático (capacitivo)
Este tipo de recolección se basa en la capacitancia cambiante de los capacitores dependientes de la vibración. Las vibraciones separan las placas de un condensador variable cargado y la energía mecánica se convierte en energía eléctrica. Los recolectores de energía electrostática necesitan una fuente de polarización para funcionar y convertir la energía mecánica de las vibraciones en electricidad. La fuente de polarización debe ser del orden de algunos cientos de voltios; esto complica enormemente el circuito de administración de energía. Otra solución consiste en utilizar electrets , que son dieléctricos cargados eléctricamente capaces de mantener la polarización en el condensador durante años. [59] Es posible adaptar estructuras de generadores de inducción electrostáticos clásicos, que también extraen energía de capacitancias variables, para este propósito. Los dispositivos resultantes son autopolares y pueden cargar baterías directamente, o pueden producir voltajes de crecimiento exponencial en los condensadores de almacenamiento, de los cuales se puede extraer energía periódicamente mediante convertidores CC / CC. [60]
Inducción magnética
La inducción magnética se refiere a la producción de una fuerza electromotriz (es decir, voltaje) en un campo magnético cambiante . Este campo magnético cambiante puede ser creado por movimiento, ya sea rotación (es decir, efecto Wiegand y sensores Wiegand ) o movimiento lineal (es decir, vibración ). [61]
Los imanes que se bambolean en un voladizo son sensibles incluso a pequeñas vibraciones y generan microcorrientes al moverse en relación con los conductores debido a la ley de inducción de Faraday . Al desarrollar un dispositivo en miniatura de este tipo en 2007, un equipo de la Universidad de Southampton hizo posible la instalación de dicho dispositivo en entornos que impiden tener cualquier conexión eléctrica con el mundo exterior. Los sensores en lugares inaccesibles ahora pueden generar su propia energía y transmitir datos a receptores externos. [62]
Una de las principales limitaciones del recolector de energía de vibración magnética desarrollado en la Universidad de Southampton es el tamaño del generador, en este caso aproximadamente un centímetro cúbico, que es demasiado grande para integrarlo en las tecnologías móviles actuales. El generador completo, incluidos los circuitos, es un enorme 4 cm por 4 cm por 1 cm [62] casi del mismo tamaño que algunos dispositivos móviles como el iPod nano. Son posibles más reducciones en las dimensiones mediante la integración de materiales nuevos y más flexibles como el componente de la viga en voladizo. En 2012, un grupo de la Universidad Northwestern desarrolló un generador de polímero impulsado por vibraciones en forma de resorte. [63] Este dispositivo fue capaz de apuntar a las mismas frecuencias que el dispositivo basado en silicio de los grupos de la Universidad de Southampton, pero con un tercio del tamaño del componente del haz.
También se ha propuesto un nuevo enfoque para la recolección de energía basada en inducción magnética mediante el uso de ferrofluidos. El artículo de la revista, "Cosechadora de energía a base de ferrofluidos electromagnéticos", analiza el uso de ferrofluidos para recolectar energía vibratoria de baja frecuencia a 2,2 Hz con una potencia de salida de ~ 80 mW por g. [64]
Recientemente, se ha propuesto el cambio en el patrón de la pared de dominio con la aplicación de tensión como un método para recolectar energía mediante inducción magnética. En este estudio, los autores han demostrado que la tensión aplicada puede cambiar el patrón de dominio en los microalambres. Las vibraciones ambientales pueden causar estrés en los microcables, lo que puede inducir un cambio en el patrón de dominio y, por lo tanto, cambiar la inducción. Se ha informado de potencia del orden de uW / cm2. [sesenta y cinco]
Los recolectores de energía de vibración comercialmente exitosos basados en inducción magnética son todavía relativamente pocos. Los ejemplos incluyen productos desarrollados por la empresa sueca ReVibe Energy , una empresa derivada de tecnología de Saab Group . Otro ejemplo son los productos desarrollados a partir de los primeros prototipos de la Universidad de Southampton por Perpetuum. Estos tienen que ser lo suficientemente grandes para generar la energía requerida por los nodos de sensores inalámbricos (wsn), pero en las aplicaciones M2M esto normalmente no es un problema. Estas cosechadoras se están suministrando ahora en grandes volúmenes para alimentar wsn fabricados por compañías como GE y Emerson y también para sistemas de monitoreo de rodamientos de trenes fabricados por Perpetuum. Los sensores de líneas eléctricas aéreas pueden usar la inducción magnética para recolectar energía directamente del conductor que están monitoreando. [66] [67]
Azúcar en la sangre
Otra forma de recolección de energía es a través de la oxidación de los azúcares en sangre. Estos recolectores de energía se denominan biobaterías . Podrían utilizarse para alimentar dispositivos electrónicos implantados (por ejemplo, marcapasos, biosensores implantados para diabéticos, dispositivos RFID activos implantados, etc.). En la actualidad, el Grupo Minteer de la Universidad de Saint Louis ha creado enzimas que podrían usarse para generar energía a partir de los azúcares en sangre. Sin embargo, las enzimas aún necesitarían ser reemplazadas después de unos años. [68] En 2012, un marcapasos funcionaba con células de biocombustible implantables en la Universidad de Clarkson bajo el liderazgo del Dr. Evgeny Katz. [69]
Basado en árboles
La recolección de energía metabólica de los árboles es un tipo de recolección de bioenergía. Voltree ha desarrollado un método para recolectar energía de los árboles. Estos recolectores de energía se están utilizando para alimentar sensores remotos y redes de malla como base para un sistema de implementación a largo plazo para monitorear los incendios forestales y el clima en el bosque. Según el sitio web de Voltree, la vida útil de dicho dispositivo debería estar limitada solo por la vida útil del árbol al que está conectado. Recientemente se implementó una pequeña red de prueba en un bosque del Parque Nacional de EE. UU. [70]
Otras fuentes de energía de los árboles incluyen capturar el movimiento físico del árbol en un generador. El análisis teórico de esta fuente de energía muestra cierta promesa en la alimentación de pequeños dispositivos electrónicos. [71] Se ha construido un dispositivo práctico basado en esta teoría y se ha alimentado con éxito un nodo sensor durante un año. [72]
Metamaterial
Un dispositivo basado en metamateriales convierte de forma inalámbrica una señal de microondas de 900 MHz en 7,3 voltios de corriente continua (mayor que la de un dispositivo USB). El dispositivo se puede sintonizar para recopilar otras señales, incluidas señales de Wi-Fi, señales de satélite o incluso señales de sonido. El dispositivo experimental utilizó una serie de cinco conductores de cobre y fibra de vidrio . La eficiencia de conversión alcanzó el 37 por ciento. Cuando las antenas tradicionales están cerca unas de otras en el espacio, interfieren entre sí. [73] [74] [75] Pero como la potencia de RF se reduce al cubo de la distancia, la cantidad de potencia es muy, muy pequeña. Si bien el reclamo de 7.3 voltios es grandioso, la medida es para un circuito abierto. Dado que la potencia es tan baja, casi no puede haber corriente cuando se conecta cualquier carga.
Cambios de presión atmosférica
La presión de la atmósfera cambia naturalmente con el tiempo debido a los cambios de temperatura y los patrones climáticos. Los dispositivos con una cámara sellada pueden utilizar estas diferencias de presión para extraer energía. Esto se ha utilizado para proporcionar energía a relojes mecánicos como el reloj Atmos .
Energía Oceánica
Un concepto relativamente nuevo de generar energía es generar energía a partir de los océanos. En el planeta están presentes grandes masas de agua que llevan consigo grandes cantidades de energía. La energía en este caso puede ser generada por corrientes de marea, olas del océano, diferencia de salinidad y también diferencia de temperatura. A partir de 2018[actualizar], se están realizando esfuerzos para recolectar energía de esta manera. La Marina de los Estados Unidos recientemente pudo generar electricidad usando la diferencia de temperaturas presentes en el océano. [76]
Un método para usar la diferencia de temperatura en diferentes niveles de termoclina en el océano es usar un recolector de energía térmica que está equipado con un material que cambia de fase mientras se encuentra en diferentes regiones de temperatura. Por lo general, se trata de un material a base de polímero que puede soportar tratamientos térmicos reversibles. Cuando el material cambia de fase, el diferencial de energía se convierte en energía mecánica. [77] Los materiales utilizados deberán poder alterar las fases, de líquido a sólido, dependiendo de la posición de la termoclina bajo el agua. [78] Estos materiales de cambio de fase dentro de las unidades de recolección de energía térmica serían una forma ideal de recargar o alimentar un vehículo submarino no tripulado (UUV) ya que dependerá del agua fría y caliente que ya está presente en grandes masas de agua; minimizando la necesidad de recargar la batería estándar. La captura de esta energía permitiría misiones a más largo plazo, ya que se puede eliminar la necesidad de ser recolectada o devuelta para cargarla. [79] Este es también un método muy respetuoso con el medio ambiente para impulsar vehículos submarinos. No hay emisiones que provengan de la utilización de un fluido de cambio de fase, y probablemente tendrá una vida útil más larga que la de una batería estándar.
Direcciones futuras
Se han propuesto polímeros electroactivos (EAP) para la recolección de energía. Estos polímeros tienen una gran deformación, densidad de energía elástica y alta eficiencia de conversión de energía. Se propone que el peso total de los sistemas basados en EAP (polímeros electroactivos) sea significativamente menor que los basados en materiales piezoeléctricos.
Los nanogeneradores , como el fabricado por Georgia Tech, podrían proporcionar una nueva forma de alimentar dispositivos sin baterías. [80] A partir de 2008, solo genera una docena de nanovatios, lo que es demasiado bajo para cualquier aplicación práctica.
El ruido ha sido objeto de una propuesta del Laboratorio NiPS en Italia para recolectar vibraciones de baja escala de amplio espectro a través de un mecanismo dinámico no lineal que puede mejorar la eficiencia de la cosechadora hasta un factor 4 en comparación con las cosechadoras lineales tradicionales. [81]
Las combinaciones de diferentes tipos [82] de recolectores de energía pueden reducir aún más la dependencia de las baterías, particularmente en entornos donde los tipos de energía ambiental disponibles cambian periódicamente. Este tipo de recolección de energía equilibrada complementaria tiene el potencial de aumentar la confiabilidad de los sistemas de sensores inalámbricos para el monitoreo de la salud estructural. [83]
Ver también
- Energía eólica aerotransportada
- Generadores termoeléctricos automotrices
- EnOcean
- Desarrollo energético futuro
- IEEE 802.15 de banda ultra ancha (UWB)
- Lista de recursos energéticos
- Esquema de energía
- Sistema de localización en tiempo real (RTL)
- Batería recargable
- Rectenna
- Cargador solar
- Motor térmico termoacústico
- Generador termoeléctrico
- Red de sensores ubicua
- Los vehículos aéreos no tripulados pueden funcionar mediante la recolección de energía
- Transferencia de energía inalámbrica
Referencias
- ^ Guler U, Sendi MSE, Ghovanloo, M, `` rectificador pasivo de modo dual para flujo de potencia de entrada de amplio rango , IEEE 60th International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS), agosto de 2017.
- ^ Tate, Joseph (1989). "El módulo de energía ambiental asombroso" . Investigación ambiental . Consultado el 16 de enero de 2008 .
- ^ "Arquitecturas para microgeneradores impulsados por vibración, PD Mitcheson, TC Green, EM Yeatman, AS Holmes"
- ^ ik, batterij por Erick Vermeulen, NatuurWetenschap & Techniek Enero de 2008
- ^ a b Munir, Bilal; Vladimir Dyo (2018). "Sobre el impacto de la movilidad en el rendimiento del sistema de recolección de energía de RF sin batería" . Sensores . 18 (11): 3597. Bibcode : 2018Senso..18.3597M . doi : 10.3390 / s18113597 . PMC 6263956 . PMID 30360501 .
- ^ El recolector de energía produce energía del entorno local, eliminando las baterías en los sensores inalámbricos
- ^ a b X. Kang et. al `` Red de comunicación inalámbrica full-duplex con causalidad energética , en IEEE Transactions on Wireless Communications, vol.14, no.10, pp.5539–5551, octubre de 2015.
- ^ Transmisión de energía inalámbrica para electrónica de consumo y vehículos eléctricos 2012-2022 . IDTechEx. Consultado el 9 de diciembre de 2013.
- ^ El módulo de energía ambiental del inventor Joe Tate convierte las frecuencias de radio en energía eléctrica utilizable (aunque solo en milivatios) suficiente para operar relojes, detectores de humo, cargadores de baterías de Ni-Cd, etc.
- ^ Dispositivo electrónico que se alimenta mediante la activación de entradas manuales, patente de EE. UU. Núm. 5,838,138
- ^ Shariati, Negin; et al. (2012). "Investigación de campo de RF y análisis de potencia máxima disponible para una captación de energía de RF mejorada". 42ª Conferencia Europea de Microondas (EuMC), IEEE : 329–332. doi : 10.23919 / EuMC.2012.6459223 . ISBN 978-1-4673-2215-7. S2CID 40092116 .
- ^ Shariati, Negin; et al. (2014). "Rectificador de alta sensibilidad para la recolección eficiente de energía de RF". 44ª Conferencia Europea de Microondas (EuMC), IEEE, Roma : 1190-1193. doi : 10.1109 / EuMC.2014.6986654 . ISBN 978-2-8748-7035-4. S2CID 37525004 .
- ^ Shariati, Negin; et al. (2015). "Limpiador de frecuencia FM altamente sensible integrado en materiales de construcción". 45ª Conferencia Europea de Microondas (EuMC), IEEE, París : 68–71. doi : 10.1109 / EuMC.2015.7345701 . ISBN 978-2-8748-7039-2. S2CID 19323180 .
- ^ Shariati, Negin; et al. (2015). "Rectificador de alta sensibilidad multiservicio para la captación de energía de RF mejorada" . Informes científicos . 5 : 9655. Código Bibliográfico : 2015NatSR ... 5E9655S . doi : 10.1038 / srep09655 . PMID 25951137 .
- ^ Shariati, Negin; et al. (2018). "Análisis de excitación multitono en recolectores de energía de RF: consideraciones y limitaciones". IEEE Internet of Things Journal . 5 (4): 2804-2816. doi : 10.1109 / JIOT.2018.2828978 . hdl : 10453/132255 . S2CID 51975856 .
- ^ Percy, Steven; Chris Knight; Francis Cooray; Ken Smart (2012). "Suministro de los requisitos de energía a una red de sensores mediante transferencia de energía por radiofrecuencia" . Sensores . 12 (7): 8571–8585. Código bibliográfico : 2012Senso..12.8571P . doi : 10.3390 / s120708571 . PMC 3444064 . PMID 23012506 .
- ^ Zephyr Energy | Windbeam | | El microgenerador Windbeam patentado de Zephyr Energy Corporation captura energía del flujo de aire para recargar baterías y alimentar dispositivos electrónicos. Zephyr Energy | Windbeam | | El microgenerador Windbeam patentado de Zephyr Energy Corporation captura energía del flujo de aire para recargar baterías y alimentar dispositivos electrónicos " .
- ^ Marcapasos a cuerda
- ^ White, NM; Glynne-Jones, P .; Beeby, SP (2001). "Un nuevo microgenerador piezoeléctrico de película gruesa" (PDF) . Materiales y estructuras inteligentes . 10 (4): 850–852. Código Bib : 2001SMaS ... 10..850W . doi : 10.1088 / 0964-1726 / 10/4/403 .
- ^ Kymissis, John (1998). "Cosecha de energía parasitaria en zapatos". Recopilación de artículos. Segundo Simposio Internacional sobre Computadoras Portátiles (Cat. No.98EX215) . Segundo Simposio Internacional sobre Computadoras Portátiles . págs. 132-139. CiteSeerX 10.1.1.11.6175 . doi : 10.1109 / ISWC.1998.729539 . ISBN 978-0-8186-9074-7. S2CID 56992 .
- ^ realizaciones industriales de recolección de energía
- ^ Nanocepillos de Zhong Lin Wang
- ^ Wu, Fan; Cai, Wei; Sí, Yao-Wen; Xu, Shiyou; Yao, Nan (1 de marzo de 2016). "Captación de energía basada en un nanocinturón monocristalino de PMN-PT" . Informes científicos . 6 : 22513. Bibcode : 2016NatSR ... 622513W . doi : 10.1038 / srep22513 . ISSN 2045-2322 . PMC 4772540 . PMID 26928788 .
- ^ Proyecto VIBES
- ^ Electricidad de la nariz
- ^ Xu, J .; Tang, J. (23 de noviembre de 2015). "Captación de energía multidireccional por péndulo-voladizo piezoeléctrico con resonancia interna". Letras de Física Aplicada . 107 (21): 213902. Código Bibliográfico : 2015ApPhL.107u3902X . doi : 10.1063 / 1.4936607 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Cosechadora de energía piezoeléctrica a escala milimétrica
- ^ "Japón: producción de electricidad desde las puertas de entrada de la estación de tren"
- ^ Tejas Powerleap como máquinas recolectoras de energía piezoeléctrica
- ^ "Electricidad generada por los viajeros"
- ^ "Eliminación de energía con piezoeléctricas montadas en zapatos" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 9 de abril de 2011 . Consultado el 9 de febrero de 2010 .
- ^ Jeon, YB; Sood, R .; Kim, S.-G. (2005). "Generador de energía MEMS con película fina de modo transversal PZT". Sensores y actuadores A: Físicos . 122 : 16-22. doi : 10.1016 / j.sna.2004.12.032 .
- ^ Cosecha de energía piezoeléctrica de ancho de banda ultra ancho Archivado el 15 de mayo de 2016 en el Archivo Web Portugués
- ^ Baker, Jessy; Roundy, Shad; Wright, Paul (2005). "Geometrías alternativas para aumentar la densidad de potencia en la captación de energía de vibración para redes de sensores inalámbricos". III Congreso Internacional de Ingeniería de Conversión de Energía . Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica. doi : 10.2514 / 6.2005-5617 . ISBN 978-1-62410-062-8.
- ^ Xu, Jia Wen; Liu, Yong Bing; Shao, Wei Wei; Feng, Zhihua (2012). "Optimización de un voladizo piezoeléctrico en ángulo recto mediante vigas auxiliares con diferentes niveles de rigidez para la captación de energía vibratoria". Materiales y estructuras inteligentes . 21 (6): 065017. Código Bibliográfico : 2012SMaS ... 21f5017X . doi : 10.1088 / 0964-1726 / 21/6/065017 . ISSN 0964-1726 .
- ^ Goldschmidtboeing, Frank; Woias, Peter (2008). "Caracterización de diferentes formas de haz para la captación de energía piezoeléctrica". Revista de Micromecánica y Microingeniería . 18 (10): 104013. Código Bibliográfico : 2008JMiMi..18j4013G . doi : 10.1088 / 0960-1317 / 18/10/104013 . ISSN 0960-1317 .
- ^ Zyga, Lisa (8 de marzo de 2018). "El recolector de energía recoge la energía de la luz solar y las gotas de lluvia" . phys.org . Consultado el 10 de marzo de 2018 .
- ↑ Jacques y Pierre Curie (1880) "Développement par compresión de l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées" (Desarrollo, por compresión, de polarización eléctrica en cristales hemiédricos con caras inclinadas), Bulletin de la Société minérologique de France , vol. 3, páginas 90 - 93. Reimpreso en: Jacques y Pierre Curie (1880) Développement, par pression, de l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées, " Comptes rendus ..., vol. 91, páginas 294 - 295 Ver también: Jacques y Pierre Curie (1880) "Sur l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées" (Sobre polarización eléctrica en cristales hemiédricos con caras inclinadas), Comptes rendus ..., vol. 91, páginas 383 - 386.
- ^ "Aqsa Aitbar, director de medios de Hyderabad Model United Nation" . Archivado desde el original el 9 de junio de 2015 . Consultado el 3 de mayo de 2015 .
- ^ Abbasi, Aqsa. Indexación IPI Beta, materiales piezoeléctricos y carreteras inteligentes piezoeléctricas
- ^ "Aqsa Abbasi en el 29º seminario de investigación de estudiantes del IEEEP" . MUET . Consultado el 9 de julio de 2014 .
- ^ "Aqsa Aitbar, organizador del evento Synergy14 '2014" . MUET . Consultado el 9 de julio de 2014 .
- ^ "Aqsa Abbasi en Mehran Techno-wizard convention 2013, MTC'13" . MUET . Consultado el 9 de julio de 2014 .
- ^ a b c d Abbasi, Aqsa. "Aplicación de Materiales Piezoeléctricos y Red Piezoeléctrica para Carreteras Inteligentes". Revista Internacional de Ingeniería Eléctrica e Informática (IJECE) Vol.3, No.6 (2013), págs. 857–862.
- ^ "Autopistas inteligentes y transporte inteligente" . Archivado desde el original el 20 de julio de 2014 . Consultado el 9 de julio de 2014 .
- ^ Lee, Felix Y .; Navid, Ashcon; Pilon, Laurent (2012). "Recolección de energía térmica residual piroeléctrica mediante conducción de calor". Ingeniería Térmica Aplicada . 37 : 30–37. doi : 10.1016 / j.applthermaleng.2011.12.034 .
- ^ Olsen, Randall B .; Briscoe, Joseph M .; Bruno, David A .; Mayordomo, William F. (1981). "Un convertidor de energía piroeléctrica que emplea la regeneración". Ferroeléctricos . 38 : 975–978. doi : 10.1080 / 00150198108209595 .
- ^ Olsen, RB; Bruno, DA; Briscoe, JM; Dullea, J. (1984). "Convertidor de energía piroeléctrica en cascada". Ferroeléctricos . 59 : 205–219. doi : 10.1080 / 00150198408240091 .
- ^ Nguyen, Hiep; Navid, Ashcon; Pilon, Laurent (2010). "Convertidor de energía piroeléctrica mediante copolímero P (VDF-TrFE) y ciclo de Olsen para la captación de energía térmica residual". Ingeniería Térmica Aplicada . 30 (14-15): 2127-2137. doi : 10.1016 / j.applthermaleng.2010.05.022 .
- ^ Moreno, RC; James, BA; Navid, A .; Pilon, L. (2012). "Convertidor de energía piroeléctrica para la recolección de calor residual: simulaciones versus experimentos". Revista Internacional de Transferencia de Calor y Masa . 55 (15-16): 4301-4311. doi : 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2012.03.075 .
- ^ Fang, J .; Frederich, H .; Pilon, L. (2010). "Cosecha de radiación térmica a nanoescala utilizando materiales piroeléctricos" . Revista de transferencia de calor . 132 (9): 092701. doi : 10.1115 / 1.4001634 .
- ^ Olsen, Randall B .; Bruno, David A .; Briscoe, Joseph M .; Jacobs, Everett W. (1985). "Ciclo de conversión piroeléctrica de copolímero de fluoruro de vinilideno-trifluoroetileno" . Revista de Física Aplicada . 57 (11): 5036–5042. Código bibliográfico : 1985JAP .... 57.5036O . doi : 10.1063 / 1.335280 .
- ^ A. Navid y L. Pilon (2011), "Cosecha de energía piroeléctrica utilizando ciclos de Olsen en películas delgadas de poli (fluoruro de vinilideno-trifuoroetileno) purificadas y porosas", Smart Materials and Structures, vol. 20, no. 2, págs. 025012.
- ^ FY Lee, S. Goljahi, I. McKinley, CS Lynch y L. Pilon (2012), "Recolección de energía de calor residual piroeléctrico utilizando relaxor ferroeléctrico 8/65/35 PLZT y el ciclo de Olsen", Smart Materials and Structures, vol. . 21, no. 2, págs. 025021.
- ^ "Limpiador de energía piroeléctrica" . Archivado desde el original el 8 de agosto de 2008 . Consultado el 7 de agosto de 2008 .
- ^ Termogenerador Fraunhofer 1
- ^ Termogenerador de 15mW de Fraunhofer-Gesellschaft
- ^ Corporación Tellurex
- ^ Blog de Tikalon por Dev Gualtieri . Tikalon.com. Consultado el 9 de diciembre de 2013.
- ^ IEEE Xplore: el duplicador de electricidad utilizado como cargador de batería . Ieeexplore.ieee.org. Consultado el 9 de diciembre de 2013.
- ^ "Tecnologías de recolección de energía para dispositivos IoT Edge" . Anexo Dispositivos electrónicos y redes . Julio de 2018.
- ^ a b "Las buenas vibraciones alimentan un pequeño generador". BBC News . 5 de julio de 2007.
- ^ "Generador de polímero impulsado por vibración" Hindawi Publishing Corporation . 13 de marzo de 2012.
- ^ Bibo, A .; Masana, R .; King, A .; Li, G .; Daqaq, MF (junio de 2012). "Cosechadora de energía a base de ferrofluidos electromagnéticos". Physics Letters A . 376 (32): 2163–2166. Código bibliográfico : 2012PhLA..376.2163B . doi : 10.1016 / j.physleta.2012.05.033 .
- ^ Bhatti, Sabpreet; Ma, Chuang; Liu, Xiaoxi; Piramanayagam, SN (2019). "Movimiento de pared de dominio inducido por estrés en microcables magnéticos co- basados en Fe para la realización de la recolección de energía" . Materiales electrónicos avanzados . 5 : 1800467. doi : 10.1002 / aelm.201800467 .
- ^ Christian Bach. "Supervisión de la línea eléctrica para el control de la demanda de energía, nota de aplicación 308" (PDF) . EnOcean . Consultado el 1 de junio de 2013 .
- ^ Yi Yang; Divan, D .; Harley, RG; Habetler, TG (2006). "Power line sensornet - un nuevo concepto para la monitorización de la red eléctrica". 2006 IEEE Power Engineering Society Meeting general . págs. 8 págs. doi : 10.1109 / PES.2006.1709566 . ISBN 978-1-4244-0493-3. S2CID 42150653 .
- ^ El poder interno, por Bob Holmes, New Scientist, 25 de agosto de 2007
- ^ K. MacVittie, J. Halamek, L. Halamakova, M. Southcott, W. Jemison, E. Katz, "De langostas 'Cyborg' a un marcapasos impulsado por células de biocombustible implantables", Energía y ciencias ambientales, 2013, 6, 81–86
- ^ "Sitio web de Voltree"
- ^ McGarry, Scott; Knight, Chris (28 de septiembre de 2011). "El potencial para obtener energía del movimiento de los árboles" . Sensores . 11 (10): 9275–9299. Código Bibliográfico : 2011Senso..11.9275M . doi : 10.3390 / s111009275 . PMC 3231266 . PMID 22163695 .
- ^ McGarry, Scott; Knight, Chris (4 de septiembre de 2012). "Desarrollo y aplicación exitosa de un dispositivo de recolección de energía de movimiento de árboles, para alimentar un nodo de sensor inalámbrico". Sensores . 12 (9): 12110-12125. Código bibliográfico : 2012Senso..1212110M . CiteSeerX 10.1.1.309.8093 . doi : 10.3390 / s120912110 . S2CID 10736694 .
- ^ El dispositivo inalámbrico convierte la energía de microondas "perdida" en energía eléctrica . KurzweilAI. Consultado el 9 de diciembre de 2013.
- ^ El dispositivo de recolección de energía convierte las señales de microondas en electricidad . Gizmag.com. Consultado el 9 de diciembre de 2013.
- ^ Hawkes, AM; Katko, AR; Cummer, SA (2013). "Un metamaterial de microondas con funcionalidad de recolección de energía integrada" (PDF) . Letras de Física Aplicada . 103 (16): 163901. Código bibliográfico : 2013ApPhL.103p3901H . doi : 10.1063 / 1.4824473 . hdl : 10161/8006 .
- ^ "Conversión de energía térmica oceánica - Explicación de la energía, su guía para comprender la energía - Administración de información energética" .
- ^ Ma, Z., Wang, Y., Wang, S. y Yang, Y. (2016). Recolección de energía térmica oceánica con material de cambio de fase para planeador submarino. Energía aplicada, 589.
- ↑ Wang, G. (2019). Una investigación de la captación de energía térmica oceánica basada en materiales de cambio de fase (PCM). Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia, Blacksburg.
- ^ Wang, G., Ha, DS y Wand, KG (2019). Un recolector de energía térmica ambiental escalable basado en materiales de cambio de fase sólido / líquido. Energía aplicada, 1468-1480.
- ^ Nanogenerador de tecnología de Georgia
- ^ Cosecha de ruido
- ^ X. Kang y col. al `` Minimización de costos para canales que se desvanecen con recolección de energía y energía convencional , en transacciones IEEE sobre comunicaciones inalámbricas, vol. 13, no. 8, págs. 4586–4598, agosto de 2014.
- ^ Verbelen, Yannick; Braeken, An; Touhafi, Abdellah (2014). "Hacia una solución complementaria de recolección de energía equilibrada para sistemas embebidos de baja potencia" . Tecnologías de microsistemas . 20 (4): 1007–1021. doi : 10.1007 / s00542-014-2103-1 .
enlaces externos
- Callendar, Hugh Longbourne (1911). . Encyclopædia Britannica . 26 (11ª ed.). págs. 814–821.