低功率能量收集，需要更加良好應(yīng)用的氛圍

在瓦特到兆瓦的功率水平上，從風(fēng)能、潮汐甚至車輛再生制動中收集能量取得了巨大成功，我們在 2016-2026 年預(yù)測報告中預(yù)測了顯著增長。

在微瓦到毫瓦的水平上，能量收集在商業(yè)上是一個比較麻煩的領(lǐng)域。學(xué)者們喜歡它，特別是開發(fā)壓電，由于可靠性、性能和毒性問題，這是商業(yè)上最不成功的方法之一。

大多數(shù)關(guān)于低功率收集的工作都使用振動。制造商使用各種技術(shù)，但在商業(yè)上，他們往往會破產(chǎn)或最多創(chuàng)建年銷售額只有幾百萬美元的普通企業(yè)，難以盈利。

然而，許多關(guān)于能量收集的研究都專門針對振動收集。研究人員希望這項技術(shù)能夠變得更實惠、更小、更標(biāo)準(zhǔn)化并具有更寬的聲學(xué)帶寬，從而更有效、更廣泛地適用。

振動收集用于為主電源或電池價格昂貴和/或不切實際以及光伏無法工作的傳感器/收發(fā)器單元供電。具有諷刺意味的是，這通常是在附近使用大量電力或其他能源的地方，就像工廠、直升機和火車中的大型伺服電機一樣。

例如，Perpetuum 已經(jīng)成功地使用電動方法而不是壓電方法。在這里，與直接從本地 MW 供應(yīng)中獲取 mW 的替代方案相比，安裝振動收集更容易、更便宜。

在另一個例子中，德事隆貝爾直升機包括由微應(yīng)變壓電采集器供電的傳感器，沒有可靠性問題。但必要的 1kz 振動在其他地方很少見，德事隆貝爾表示他們沒有計劃更廣泛地使用它。

摩擦納米發(fā)電機 (TENG) 是 2012 年的一項能量收集發(fā)明，為振動收集提供了新的格式和材料。已經(jīng)證明可以使用一次性的可卷紙版本。到目前為止，盡管無法進行嚴(yán)格的比較，但它的功率密度數(shù)據(jù)是最低的。

TENG 研究人員甚至在活豬的心臟中安裝了一個自供電傳感器，并制造了自供電觸覺觸摸按鈕。但就像如此多的振動采集一樣，它是一種尋找問題的解決方案。

使用英國劍橋大學(xué)的專有技術(shù)的初創(chuàng)公司 8Power 看起來很有前景。它采用了一種不同的電動振動采集方法，以最有效的方式產(chǎn)生數(shù)十毫瓦的功率，并具有最佳品質(zhì)因數(shù)。它們還具有一種簡潔的電容收集方法來滿足對集成 MEMS 能量收集器的需求。

Think Technologies 展示了一種電容式采集器，其形式為可點亮 LED 的搖動裝置。該公司的初始設(shè)備聲稱免維護，保質(zhì)期長，溫度范圍寬，0-60℃。它們目前只產(chǎn)生幾分之一毫瓦，但對于當(dāng)今許多低功率電子產(chǎn)品來說已經(jīng)足夠了。

Think Technologies 還在研究基于相同駐極體概念的旋轉(zhuǎn)收割機。它看起來像 DVD，但帶有圖案板，到目前為止每轉(zhuǎn)產(chǎn)生 7.5mW。

兩個巨大的市場需要一瓦特的能量收集——手機和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點。用負(fù)擔(dān)得起、方便和可接受的東西解決這個問題，你可能會與 Croesus 的財富相媲美。