Rys.1. Schemat gazowego podgrzewacza wody.
który pokazuje dolny zespół termopary,
którego wyjście włącza i wyłącza zawór
sterujący przepływem gazu.
Połączenie w jednym systemie przetworników i obwodów do wychwytywania energii, układów scalonych do zarządzania energią, elementów magazynujących energię (akumulatorów lub superkondensatorów) z łączami bezprzewodowymi o superniskim poborze prądu, daje możliwość skutecznego wdrożenia samozasilających się urządzeń do akwizycji danych, monitorowania, rejestrowania i raportowania w systemach Internetu Rzeczy.
Oprócz praktyczności w wielu - ale nie we wszystkich swoich rzekomych zastosowaniach - pozyskiwanie energii z otoczenia ma również plakietkę otrzymywania czegoś z niczego. Jednakże ta plakieta to poważna przesada. W rzeczywistości potrzeba dużo starannego planowania, pracy i odpowiednich komponentów, aby stworzyć realne rozwiązanie do wydanego zbierania energii. Można myśleć o tym jak o nowinkach, które opracowano dopiero niedawno dzięki postępowi technologii - dzisiejsze wyrafinowane projekty z pewnością takie są. Jednakże sama podstawowa idea zbierania energii i zamiany jej w elektryczność wcale nie jest nowa, pomijając już nawet nieelektryczne systemy zbierania energii z otoczenia, które istnieją od wieków.
Tego rodzaju rozwiązania są bardzo wyraźnie widoczne w szeregu bardzo specyficznych aplikacji. Przykładem takiej aplikacji mogą być ogrzewacze gazowe. Montaż takiego urządzenia wymaga hydraulika do wykonania montażu rury gazowej, a także rur z wodą, zgodnie z odpowiednimi przepisami, co ma zapewnić bezpieczną eksploatację. Tutaj nie można postępować „prawie dobrze” – instalacja musi być w pełni zgodna z przepisami. Zatem pewnie do instalacji potrzebny jest również elektryk, gdyż urządzenie posiada elektrozawór do sterowania przepływem gazu. Jednakże, po bliższej inspekcji okazuje się, że urządzenie to nie ma zewnętrznego przyłącza elektrycznego - ani linii prądu przemiennego, ani połączenia niskiego napięcia z np. zasilacza wtyczkowego. Co zatem zasila elektrozawór, skoro nie ma żadnego podłączenia elektrycznego do ogrzewacza?
Odpowiedź jest prosta: chociaż zwykle uważamy termoparę za przetwornik - czujnik temperatury - od dawna wiadomo, że jest ona również przetwornikiem do pozyskiwania energii i może być źródłem zasilania. W podgrzewaczu wody termopara jest umieszczona w zawsze zapalonym płomieniu pilotującym, a wytwarzana przez nią moc jest dostateczna, by zasilić zawór. Uproszczony schemat budowy tego rodzaju ogrzewacza pokazano na rysunku 1.
Rys.2. Samozasilające się radio kryształkowe, które
wykorzystuje moc zdemodulowanego sygnału
odbieranego z eteru (modulacja wykonywana jest
przez „detektor obwiedni”) do zasilania
słuchawek o wysokiej impedancji.
Jest jeszcze inny system, korzystający z pozyskiwania energii z otoczenia, z którego inżynierowie elektrycy korzystają od około 100 lat: legendarne radio kryształkowe. To konstrukcja składająca się tylko z anteny, cewki do dostrajania układu, diody, kondensatora i pary słuchawek o wysokiej impedancji. Radio to może odbierać i demodulować transmisję AM, bez użycia baterii. Sam odbierany sygnał zapewnia moc do napędzania słuchawek, dlatego wymagane są czułe słuchawki o wysokiej impedancji. Radio kryształkowe to świetny projekt dla każdego hobbysty z skłonnością do budowania zadziwiających urządzeń. W sieci znaleźć można wiele projektów tego rodzaju konstrukcji. Przykład takiego urządzenia pokazano na rysunku 2.
A może Wy znacie jakieś inne aplikacje korzystające z układów do zbierania energii, które nie wymagają zaawansowanych układów scalonych, a może nawet w ogóle sięgają historią do czasów sprzed wykorzystana tego rodzaju urządzeń półprzewodnikowych? Na jakiej zasadzie działają?
Źródło: https://www.eetimes.com/energy-harvesting-not-as-new-as-we-think/
