Uvod u tehnologiju prikupljanja energije – o tehnologiji

Uvod u tehnologiju prikupljanja energije – o tehnologiji

7 Dezember 2021 0 Von admin

Uvod u tehnologiju prikupljanja energije

Živimo u uzbudljivim vremenima! Internet stvari (IoT) donio nam je mnoge uređaje koji nam čine život lakšim i ugodnijim. Kako se razvijaju, tvrtke za mrežnu tehnologiju stvorite kablove koji sve to čine mogućim. Međutim, značajan dio IoT uređaja napaja se baterijama. A milijarde uređaja trebaju možda trilijune baterija da bi mogli raditi. Vrsta uređaja o kojima govorimo su stvari poput:

  • Kalkulatori
  • Digitalni fotoaparati i kamkorderi
  • Električni brijači i četkice za zube
  • Prijenosna računala
  • Prijenosni radio i TV prijemnici
  • Električni alati
  • Pametni telefoni
  • I više

Trilijuni baterija su logistička noćna mora; međutim, više od toga je šteta koju odbačene baterije nanose okolišu. Neispravno odbačene litij-ionske (Li-Ion) baterije cure u tlo, uzrokuju požare, pa čak i eksplodiraju. Nedavno slučaj u točki: 30. lipnja 2021. eksplodiralo je 100 tona litijevih baterija pohranjenih u bivšoj tvornici papira u sjevernom Illinoisu i izazvalo evakuaciju 1000 kuća u blizini.

Tvrtka za proizvodnju poluvodiča usmjerena na zdravstvo ONiO Države:

Globalno, svake godine koristimo oko 607 kvintiliona džula energije. Naše potrebe za energijom se samo povećavaju, s našim brzim rastom stanovništva, a očekuje se da će globalna potrošnja energije biti oko 777 kvintilijuna džula do 2040. To su zapanjujuće brojke i nije čudo da su problemi nestašice energije i energije tako istaknuto u globalnom kreiranju politike.

S predviđanjem da će sirovine koje se koriste za izradu litijevih baterija biti oskudne do 2050. godine i činjenicom da je odlaganje tako neizvodljivo i opasno, mnogi istraživači i tvrtke razvijaju tehnologiju zvanu prikupljanje energije.

Maxim Integrirani definira žetvu energije na sljedeći način:

Prikupljanje energije (također poznato kao prikupljanje energije ili hvatanje energije) je proces u kojem se energija hvata iz okoliša sustava i pretvara u upotrebljivu električnu energiju. Skupljanje energije omogućuje rad elektronike tamo gdje ne postoji konvencionalni izvor napajanja, eliminirajući potrebu za provođenjem žica ili čestim posjetama radi zamjene baterija.

Sustav prikupljanja energije općenito uključuje sklopove za punjenje ćelije za pohranu energije i upravljanje snagom, osiguravajući regulaciju i zaštitu.

Jednostavno rečeno: prikupljanje energije hvata male količine ambijentalne energije i pretvara je u električnu energiju.

Ambijentalna energija je svuda oko nas i ona će se trošiti. Na primjer, postoji:

  • Toplinska energija iz izgubljene energije iz grijača, trenja, motora, peći itd.
  • Svjetlosna energija od sunca ili umjetnog svjetla
  • Kinetička energija oceanskih valova, riječnih struja, zvučnih valova, čak i kretanja ljudi dok hodaju
  • RF energija iz radijskih, mobilnih i TV odašiljača, satelita i bežičnih komunikacijskih sustava

Istraživači smatraju da se sva ta okolna energija jednog dana može uhvatiti, pretvoriti u električnu energiju i upotrijebiti za napajanje našeg svijeta. Žetva energije još je u povojima; međutim, ova tehnologija se danas koristi za napajanje uređaja male snage.

U svom najjednostavnijem obliku, sustav prikupljanja energije ima tri glavne komponente:

  1. Sonda: Ovo je uređaj za prikupljanje energije. Ovisno o izvoru energije, pretvarač će biti u jednom od ovih oblika:
  • Termoelektrični (toplina)
  • fotonaponski (svjetlo)
  • piezoelektrični (kinetički)
  • RF (radio frekvencija)
  1. Skladištenje energije: Ovo će biti u obliku baterije ili superkondenzatora.
  2. Upravljanje napajanjem: Sastoji se od regulatora i složenih upravljačkih krugova koji čine snagu prikladnom za namjeravanu primjenu.

Slika (A): Osnovne komponente sustava za prikupljanje energije

Danas sustavi za prikupljanje energije hvataju energiju okoline, pretvaraju je u električnu energiju, pohranjuju električnu energiju, a zatim je isporučuju malim autonomnim senzorima poput onih razvijenih pomoću mikro-elektromehaničkih sustava (MEM). Ovi mali senzori nalaze se u komercijalnim, medicinskim i industrijskim aplikacijama kao što su:

  • Praćenje opreme
  • Medicinski uređaji za implantaciju (npr. elektrostimulatori srca) i daljinsko praćenje pacijenata
  • Internet stvari (npr. nosiva elektronika)
  • Sustavi za daljinsko praćenje korozije (npr. onečišćenje zraka, šumski požari)
  • Radiofrekvencijski nadzor (RFID)
  • Nadzor konstrukcije (npr. istrošeni ležajevi, naprezanje mosta)

Prema EE Times:

Inicijative za uštedu energije ključni su pokretač rasta tržišta opreme za prikupljanje energije. Tvrtke razmatraju čitav niz alata potrebnih za prikupljanje energije kako bi zadovoljili rastuću potražnju za energijom.

Postoji istinski potencijal za ovu vrhunsku tehnologiju. Iako se energija koja se prikuplja za bilo koju primjenu mjeri samo u milivatima, može se koristiti za napajanje bežičnih senzora i drugih uređaja male snage. Uparujući ovo sa stvarima kao što su PoE rasvjeta, i druge pametna zgrada mjere, one mogu doprinijeti stvarnoj uštedi energije.