触发式能源——一种新兴的能量利用方式

摘要

能源是制约人类社会经济发展的重大问题,绿色节能已成为各式电气设备的重要设计原则。然而,在一些灾难预警、传感监测和移动通讯等小型低功耗电气设备应用领域,为保证设备在需要的时段能启动并正常工作,通常需采用蓄电池提供不间断的能源供应。这样,部分能量会消耗在设备休眠甚至关机状态下,同时还造成设备体积和质量过大、更换电源造成人力物力浪费、环境污染和系统可靠性降低等问题。本文针对这一现实,提炼并系统论述了一种新兴的极为重要的辅助性能量利用概念——触发式能源,可利用电、磁、声、光、热、机械甚至化学、生物等电转换技术构建一种无源电气设备,在平时无能源供应时处于"死亡"状态,而一旦其监管或经历的突发事件需要其正常工作时,则由该事件本身的能量使这种电气设备"复活"并开始工作。相对于传统的电池供电方式,触发式能源不仅无能耗,而且易用性好,不污染环境,运行更稳定可靠。本文剖析了当前用于低功耗小型电气设备的较先进的两种供能方式,阐述了触发式能源利用方式的基本概念及特征,集中评述了当前有限的典型触发式能源技术手段,最后提炼出了实现触发能应用的一些关键问题。文中所倡导的触发式能源可望成为一种实用化能源供给方式,并将促成一系列新的基础与应用研究突破。