鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2021年09月10日
憑能量存儲(chǔ) 無(wú)需電池的世界雛形漸顯
人們的動(dòng)作、橋梁的振動(dòng)、室內(nèi)的照明光、汽車的廢熱、廣播電視發(fā)射的電波,等等……。能量采集技術(shù)可以從身邊的能量獲得電力供我們使用。采集到的電力雖然很小,但由于其無(wú)需干電池的便利性,已開始受到世人的熱切關(guān)注。由于周邊部件特性的提高,其可適用的用途在逐步新增。高效率且低功耗的無(wú)線IC,將推動(dòng)其采用的擴(kuò)大。
對(duì)我們身邊微小的振動(dòng)、光、熱及電磁波等能量加以收集利用的技術(shù),就是能量采集。有效利用我們平常忽略的微小能量的概念,如今正在引起關(guān)注。
能量采集相關(guān)設(shè)備市場(chǎng)將從2010年的6.05億美元擴(kuò)大到2020年的44億美元。英國(guó)IDTechEx公司預(yù)測(cè)(*1)。美國(guó)的InnovativeResearchandProducts公司也表示:2009年的市場(chǎng)規(guī)模為795萬(wàn)美元,但將以73.6%的年率上升,到2014年將達(dá)到12.54億美元。最大的賣點(diǎn)是無(wú)需電池
能量采集又稱為環(huán)境發(fā)電,具有可在各種條件下發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)(圖1)。只是所獲得的能量非常小(表1)(*3),大半器件的發(fā)電量,都只有μW級(jí)。假如裝在智能手機(jī)上,其所供應(yīng)的電量不足以使手機(jī)不用充電。*3:Roundy,S.etal.,Astudyoflowlevelvibrationsasapowersourceforwirelesssensornodes,CommputerCommunications26,lssue11,pp.1131-1144,july2003.
只能得到微小電力,卻仍獲得了市場(chǎng)的熱切期待,是因?yàn)槠渚哂械母叨缺憷?。能量采集的最大賣點(diǎn),是采用此技術(shù)的設(shè)備將無(wú)需連接線,無(wú)需換電池和維護(hù)(圖2)。就是說(shuō),不是低功耗,而是可實(shí)現(xiàn)無(wú)功耗。圖2因無(wú)電池便利性提高要點(diǎn)為:不要一次性電池的更換與配線(a)。組合電容與發(fā)電機(jī)的振動(dòng)發(fā)電電池(b)。與干電池的尺寸與形狀相同,可以直接在遙控器上使用。NHK富山電視臺(tái)與湯淺工機(jī)共同開發(fā)了轉(zhuǎn)播車千斤頂遙控器試制品(c),用手指按鈕的力量來(lái)發(fā)電。為享受到這種便利而欲采用該技術(shù)的領(lǐng)域在一點(diǎn)點(diǎn)地?cái)U(kuò)大。如,于2010年十一月三日開館的日本千葉縣千葉市Hoki美術(shù)館,已決定采用能量采集技術(shù)的開關(guān)(語(yǔ)音導(dǎo)覽用)。并已經(jīng)完成了設(shè)置。
因控制信號(hào)以無(wú)線方式交換,無(wú)需為開關(guān)裝設(shè)新的配線。在要頻繁改動(dòng)展示品布局的美術(shù)館等,電源線纜的敷設(shè)是很大的負(fù)擔(dān)。而無(wú)需布線的能量采集技術(shù)在這里就能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
周邊部件已有變化
能量采集系統(tǒng)典型的構(gòu)成要素有如下幾個(gè):首先①檢測(cè)出能量來(lái)源并使其發(fā)電;②電源電路將獲得的電力加以轉(zhuǎn)換,儲(chǔ)存在電容或充電電池中;③使用積蓄的電力驅(qū)動(dòng)微控制器與傳感器;④將傳感器得到的信息以無(wú)線方式傳送到外部(注1)。
注1:兼有①~④功能的單元的價(jià)格5萬(wàn)個(gè)批量購(gòu)入時(shí),每個(gè)約為12美元(凌力爾特公司的Armstrong語(yǔ))。
能量采集觀念古已有之,研究的歷史也很長(zhǎng)。其采用之所以直到最近才開始急速擴(kuò)大,是因?yàn)橹苓叢考辛舜蟮倪M(jìn)步,在上述的要素中相當(dāng)于②~④,以及由此可適用范圍的擴(kuò)大。(未完待續(xù))