Que es recolección de energía (EH) ?

La recolección de energía tiene como objetivo recuperar la energía desperdiciada del ambiente. Las fuentes de energía renovables, incluida la energía solar, la iluminación interior, el calor, el sonido, el movimiento, la vibración, el viento y la radiación electromagnética, como la radiación ambiental de RF como el Wifi [1]

Se busca su uso en sistemas sin baterías para reducir los riesgos ambientales perjudiciales de la fabricación y eliminación de baterías como redes de sensores inalámbricos (WSN), donde su alimentación es costosa [1]

Su desventaja es su dependencia de factores externos, , las condiciones climáticas dificultarían la utilización de la energía solar y la densidad de la radiación de RF ambiental depende completamente de la actividad humana [1].

Fuentes de energía seleccionadas : luz interior, movimiento mecánico y Radiación electromagnética ambiental [5] 

Luz interior

r suele oscilar entre 0,1 W/m2 y 1 W/m2, encontraste a la luz solar de 10.000W/m2.

la mayoría de las circunstancias se prefieren las células fotovoltaicas pequeñas. [5] 

 El silicio amorfo (a-Si) se puede usar en celdas solares ultrafinas, absorbe más luz y funciona bien en un ambiente con poca luz. Mension Amorton de Panasonic, el AM-1816, puede proporcionar 94,0 mA a 4,9 V por debajo de 200 lux [5] 

Movimiento mecánico

[5] con fines de monitoreo y domótica. como Utilizar el poder de presionar un botón para transmitir señales inalámbricas para controlar los electrodomésticos[1]

.Mension [5] 

EnOcean, PTM 210, puede transmitir un telegrama RF (868 MHz), incluido un ID de 32 bits impulsado por una fuerza de actuación de aproximadamente 9 N en un recorrido de 1,8 mm, y su rango de comunicación alcanza unos 300 m bajo el espacio libre ideal y 30 m bajo un ambiente interior realista. [1]

Radiación electromagnética ambiental 

Recolección de energía de RF: Recolectar de puntos de acceso (AP) WLAN, estaciones base celulares, estaciones de transmisión de televisión y estaciones de radio AM/FM [1]

Su densidad de la radiación es estocástica, escasa e incontrolable, como –40 dBm [5] 

 EH pasiva 

La EH pasiva se centra en aprovechar los recursos de energía renovable convencionales, como la solar y la eólica, que son impredecibles e intermitentes.[2]

EH activo

 La EH activa, también conocida como WPT, por el contrario, aprovecha una baliza de energía dedicada para proporcionar una fuente de alimentación inalámbrica estable y controlable para los dispositivos.  [15][16]

Diferencia en relación a WPT

 La energía proporcionada por WPT proviene originalmente de la red, mientras que EH utiliza energía renovable recolectada de fuentes ambientales.[1]

a EH de RF y la TIP de campo lejano pueden compartir los mismos receptores de energía, mientras que en otros casos, los receptores de TIP de campo lejano deben interactuar con los transmisores de energía.[1]

Ventajas

WPT  es superior en aplicaciones a gran escala debido a su pequeño factor de forma, naturaleza predecible y estable, así como bajo costo.

 Bibliografia

[1] J. Huang, Y. Zhou, Z. Ning, and H. Gharavi, “Wireless Power Transfer and Energy Harvesting: Current Status and Future Prospects,” IEEE Wirel Commun, vol. 26, no. 4, pp. 163–169, Aug. 2019, doi: 10.1109/MWC.2019.1800378.

[2] H. Wu, H. Tian, G. Nie, and P. Zhao, “Wireless Powered Mobile Edge Computing for Industrial Internet of Things Systems,” IEEE Access, vol. 8, pp. 101539–101549, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2995649.

[5] N. Bizon et al., Energy Harvesting and Energy Efficiency: Technology, Methods, and Applications, Gewerbestrasse 11, 6330 Cham, Switzerland: Springer International Publishing AG, 2017.

[15] I. Krikidis, S. Timotheou, S. Nikolaou, G. Zheng, D. W. K. Ng, and R. Schober, ‘‘Simultaneous wireless information and power transfer in modern communication systems,’’ IEEE Commun. Mag., vol. 52, no. 11, pp. 104–110, Nov. 2014. 

[16] D. W. K. Ng, T. Q. Duong, C. Zhong, and R. Schober, Wireless Information and Power Transfer: Theory and Practice. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2019