Imagine de Colin Behrens de la Pixabay

Dispozitivele de Energy Harvesting

27.08.2020

Dispozitivele Energy Harvesting. Ce sunt și cum funcționează dispozitivele de Energy Harvesting? Descoperă cele mai cunoscute dispozitive și metode disponibile pe piață.

În zilele noastre, în noul mediu tehnologizat și plin de dispozitive conectate, energia se regăsește din abundență sub diferite forme și cantități: cinetică, termică, electromagnetică, și chiar chimică. Odată cu interconectarea obiectelor la scară largă în rețelele de tip IoT, au apărut noi dispozitive, din ce în ce mai mici, portabile și ușor de integrat în sisteme. Aceste dispozitive necesită, într-o formă sau alta, o energie, un curent de alimentare pentru a putea comunica cu dispozitivele din rețea.

La momentul actual, utilizarea bateriilor este într-o creștere exponențială, așa cum este și cerința pentru diverse produse portabile care consumă energie. Impactul negativ pe care îl au bateriile asupra mediului este acum cunoscut și tot mai mulți producători își îndreaptă atenția către soluțiile de recuperare a energiei.

Principiul electromecanic

ZF Friedrichshafen AG propune o alternativă ecologică cu ajutorul gamei de produse de recuperare a energiei bazate pe principiul electromecanic. Utilizarea unui astfel de dispozitiv înlătură nevoia de fire și baterii. ZF a dezvoltat un comutator RF care generează suficientă energie electrică pentru a transmite semnale RF doar prin apăsarea unui buton.

Cu dimensiunea sa compactă de 20 x 7 x 15 mm, generatorul de energie electrică este în prezent cel mai mic și mai puternic de pe piață. Acesta are la ieșire, într-un regim normal de funcționare, o energie de 450 pJ atunci când este apăsat și încă pe atât atunci când este eliberat. Datorită gamei sale largi de temperaturi funcționare cuprinse între -40°C și 85°C, generatorul ZF Energy Harvesting (Nr. stoc RS: 873-6678 / Cod producător: AFIG-0007) poate fi utilizat pentru multe aplicații, inclusiv pentru casele inteligente, automatizarea clădirilor și instalațiile industriale.

Fig. 1 Generatorul ZF Energy Harvesting

Cu o durată lungă de viață de până la 1 milion de cicluri de comutare, generatorul este un concurent serios al soluțiilor de comutare cu baterii. Fiind wireless, generatorul poate fi amplasat pe suprafețe precum sticla, lemnul sau betonul și oferă posibilitatea de a fi instalat în interior sau în aer liber, oferind un nivel ridicat de flexibilitate și ușurință de utilizare.

Tehnologia piezo

O altă metodă de recuperare a energiei electrice este reprezentată de tehnologia piezo. Aceste dispozitive piezoelectrice sunt alcătuite din materiale piezo care pot genera energie electrică atunci când sunt supuse unei acțiuni mecanice. Acestea, precum și prima categorie de dispozitive, se încadrează în zona de recuperare a energiei cinetice deoarece aceste dispozitive necesită o acțiune constantă asupra lor pentru a produce energie electrică.

Una dintre cele mai cunoscute aplicații pentru materialele piezoelectrice este iluminarea stradală prin recuperarea energiei cinetice generată de vibrația drumului la trecerea mașinilor. Această formă de energie a fost și va rămâne prezentă o bună perioadă de timp, iar acum avem tehnologia necesară pentru a putea profita de ea. O altă aplicație a materialelor piezoelectrice este alimentarea dispozitivelor IoT amplasate pe diferite actuatoare sau corpuri în mișcare cum ar fi centralele eoliene, motoarele electrice sau, mai puțin obișnuit, echipamentul sportiv. Aceste dispozitive utilizează o cantitate foarte redusă de energie și în mare parte a timpului se află într-o stare de repaus. Acestea transmit semnale regulate, la intervale mari de timp, pentru a realiza analiza echipamentului pe care au fost montate.

Alimentarea dispozitivelor prin undele electromagnetice

Ultima metodă de recuperare a energiei prezentată este alimentarea dispozitivelor prin undele electromagnetice. Datorită faptului că în zilele noastre există foarte multe rețele WiFi, rețele de telefonie mobilă 3G, 4G și recent 5G, rețele de televiziune și rețele radio, energia electromagnetică este omniprezentă și capătă din ce în ce mai mult interes în fața producătorilor de dispozitive IoT.

Deși nu este (momentan) suficientă pentru a încărca în mod eficient un dispozitiv mare, tehnologia este deja existentă și poate converti semnale Wi-Fi într-o energie utilizabilă care ar putea alimenta cu ușurință senzorii dintr-o rețea IoT. Viitorul ar putea fi plin de astfel de dispozitive embedded care se încarcă constant de la rețelele Wi-Fi.

Deși tehnologia avansează constant și metodele de recuperare a energiei sunt din ce în ce mai avansate, încă nu au ajuns la maturitatea necesară pentru a înlocui pe deplin alimentarea convențională cu baterii. Aceasta din urmă reprezintă cea mai fiabilă soluție pentru dispozitivele portabile, dar nevoia de a avea un mediu mult mai ecologic și o alimentare mai economică va înclina balanța în favoarea noilor tehnologii.

 Autor: Niță Emil Ionuț

Aurocon COMPEC SRL

 

 

Tel: 021 304 62 33

Fax: 021 304 62 34

Email:compec@compec.ro

Site: www.compec.ro

Distribuitor: RS ComponentsSICKMURR ElektronikSTASTOHitachi 

Imagine de Colin Behrens de la Pixabay

Citește și https://jurnaluldeafaceri.ro/conectorii-molex-pentru-automatizare-industriala/

Citiți și despre:

O părere la “Dispozitivele de Energy Harvesting

  1. Pingback: Kituri de senzori pentru industrie – Reporter

Comentariile nu sunt permise.