Крохотные генераторы, разработанные в Университете штата Мичиган, могут
производить достаточно электроэнергии из случайных, вибраций для питания
наручных часов, кардиостимулятора или беспроводного датчика.
Генератор энергии, созданный на Engineering Research для Microsystems,
является высокоэффективным устройством, вырабатывающем возобновляемую
электроэнергию от произвольных, непериодических колебаний. Этот тип
вибрации является побочным явлением вибраций машин, работающих
на предприятиях, и движущихся людей.
Параметрический усилитель частоты (PFIGs) создал Халил Наджафи с кафедры
вычислительной техники и электроники, и Дзено Гэлчев, докторант той же
кафедры.
Большинство подобных устройств имеют более ограниченные возможности,
потому что они полагаются на регулярные, предсказуемые источники
энергии, сказал Наджафи, который является профессором инженерных наук и
профессором факультета биомедицинской инженерии. "Подавляющее большинство природной кинетической энергии, окружающей нас,
не встречается в периодических, повторяемых шаблонах. Энергия движения
транспорта на оживленной улице или мосту или в туннеле, и люди, идущие
вверх и вниз по лестнице, например, вызывают колебания, которые не
являются периодическими и происходят на низких частотах", сказал
Наджафи. "Наши параметрические генераторы являются более эффективными в
этих условиях".
Исследователи построили три прототипа и разрабатывают четвертый. В двух
генераторах, преобразование энергии осуществляется посредством
электромагнитной индукции, в которой катушка подвергается воздействию различным
магнитных полей. Это процесс, подобен тому, который происходит на
крупномасштабных генераторах больших электростанций. Последнее и самое маленькое устройство, размеры которого составляют
всего один кубический сантиметр, использует пьезоэлектрический материал,
который является одним из видов материала, дающих заряд.
Генераторы продемонстрировали, что они могут производить до 0,5 мВт (или
500 мкВт) с типичной амплитуды вибраций тела человека. Этой энергии
более чем достаточно, чтобы запустить наручные часы, которые требуют от
одного до 10 мкВт, или кардиостимулятор.
"Конечная цель заключается в разработке различных проектов, таких как
удаленные беспроводные датчики и хирургически имплантированные
медицинские устройства", сказал Гальчев. "Это долговременные устройства,
в которых замена батареи является очень дорогостоящим занятием"
