綠色議題抬頭 能量采集IC前景看好
隨著能源議題的發(fā)燒，業(yè)者開(kāi)始構(gòu)想開(kāi)發(fā)能夠從環(huán)境中采集能量的自我供電系統(tǒng)，因此催生了一場(chǎng)開(kāi)發(fā)能量采集技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)賽。在很多應(yīng)用中，環(huán)境自身可以透過(guò)溫度差異、振蕩或光線來(lái)能夠提供所需的能量。
由于能量采集器一般需要很長(zhǎng)時(shí)間才能夠采集到很少的能量，而這些能量隨后又會(huì)被傳感器上的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)損耗，因此在很多情況下采集器都帶有一個(gè)電容器來(lái)作為能量存儲(chǔ)子系統(tǒng)。在飛機(jī)制造、個(gè)人健康監(jiān)控系統(tǒng)或防盜竊檢測(cè)系統(tǒng)等各種應(yīng)用中，能量采集－或者說(shuō)能量聚集，將形成一個(gè)規(guī)模可能達(dá)到數(shù)十億美元的市場(chǎng)。
柏林研究咨詢(xún)公司VDI/VDEInnovation+TechnikGmbH“獨(dú)立微系統(tǒng)”研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人MarcoVoigt表示，由于能量采集的重要性，已經(jīng)被德國(guó)聯(lián)邦政府納入其總值約6.85億美元的研究支持項(xiàng)目中。
有關(guān)能量采集的研究已經(jīng)展開(kāi)了。例如，F(xiàn)raunhofer集成電路研究院就展出了一個(gè)基于半導(dǎo)體的熱力發(fā)電機(jī)(TEG)，可以將溫差轉(zhuǎn)換成電能。這一設(shè)備佩帶在人身上，利用人體熱量作為能量來(lái)源。
另外，IMEC荷蘭分部最近也在利用壓電效應(yīng)來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)能源采集設(shè)備。該設(shè)備將機(jī)械振蕩轉(zhuǎn)換成大約40mw的電能。
IMEC研究人員BertGyselinckx表示，如今的壓電組件所用的材料都是鋯鈦酸鉛(PZT)。但是，這一材料在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)是很難處理的。他希望這一問(wèn)題能在未來(lái)五年內(nèi)解決，而壓電能量采集器也能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
還有一些公司則已經(jīng)取得了更大的進(jìn)展。比如，Perpetuum公司的能量采集器就已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化生產(chǎn)階段。該公司的CEORoyFreeland表示：“我們主要是透過(guò)一個(gè)磁圈系統(tǒng)來(lái)將振蕩轉(zhuǎn)換成電能?！?
Freeland將振蕩能和動(dòng)能區(qū)分開(kāi)來(lái)。他說(shuō)：“按照我們的定義，動(dòng)能的頻率只有大約1Hz，是非常低的，和心跳頻率差不多。”P(pán)erpetuum公司目前在開(kāi)展的一個(gè)動(dòng)能研究項(xiàng)目－用于病人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的能量采集器，就是利用了這一點(diǎn)。目前Perpetuum公司的能量采集系統(tǒng)產(chǎn)量不高，而另一家公司則已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模生產(chǎn)。
EnOcean公司已經(jīng)在供應(yīng)電力動(dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器與開(kāi)關(guān)無(wú)線連接，因此開(kāi)關(guān)可以放置于室內(nèi)的任何地方，不需要電池。按動(dòng)按鍵所需的能量被轉(zhuǎn)換成無(wú)線發(fā)射器的電能，該發(fā)射器可以觸發(fā)電路來(lái)開(kāi)關(guān)室內(nèi)的燈光。EnOcean公司行銷(xiāo)經(jīng)理ZeljkoAngelovski表示，雖然這種產(chǎn)品可能會(huì)被看作是種擺設(shè)，但該公司已經(jīng)賣(mài)出了數(shù)萬(wàn)臺(tái)。
但是，能量采集器的突破并沒(méi)有到來(lái)。Wicht公司的分析人士Bouchaud表示，從數(shù)量上來(lái)看，這一技術(shù)的最大市場(chǎng)應(yīng)該是胎壓監(jiān)控系統(tǒng)(TPMS)，預(yù)計(jì)應(yīng)用于MEMS技術(shù)的TPMS系統(tǒng)將在2012年左右開(kāi)始快速發(fā)展。傳統(tǒng)的TPMS是采用昂貴且笨重的電池來(lái)供電的，這也是TPMS中成本最大的組件。而新型TPMS則采用了振蕩能量采集器，可以從輪緣上移動(dòng)到輪胎內(nèi)部，以獲得除壓力之外的更多信息，使得智能化輪胎能采集并發(fā)送輪胎氣壓、牽引力、磨損、溫度等更多數(shù)據(jù)。
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