能量收集

摘要： 为提高能量采集效率和拓宽能量采集效率范围,基于模态耦合原理,设计出一种机械耦合式悬臂梁结构。通过设计弹性连接的悬臂梁能量收集器,利用长度非对称诱发结构模态产生局部化现象,以假设模态法为指导,建立悬臂梁能量收集器的运动微分方程。基于理论模型、仿真模型和实验验证对能量收集进行研究,通过实验测量出耦合悬臂梁能量收集器的振动频率、电压和功率等信号。实验结果与仿真结果相互佐证,证明了压电悬臂梁能量收集器不仅能够提高频率带宽,而且也提高了收集效率。

摘要： 为提高能量采集效率和拓宽能量采集效率范围,基于模态耦合原理,设计出一种机械耦合式悬臂梁结构。通过设计弹性连接的悬臂梁能量收集器,利用长度非对称诱发结构模态产生局部化现象,以假设模态法为指导,建立悬臂梁能量收集器的运动微分方程。基于理论模型、仿真模型和实验验证对能量收集进行研究,通过实验测量出耦合悬臂梁能量收集器的振动频率、电压和功率等信号。实验结果与仿真结果相互佐证,证明了压电悬臂梁能量收集器不仅能够提高频率带宽,而且也提高了收集效率。

摘要： 针对现有研究没有考虑用户移动性对移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)服务器反馈计算结果影响的情况,提出一种基于虚拟机迁移的能量收集MEC系统资源分配策略。考虑用户移动性影响,分别给出用户移动性模型和能量收集模型;采用虚拟机迁移方式,把用户卸载给初始MEC服务器的计算任务转移到当前MEC服务器,由当前MEC服务器完成计算任务,计算结果直接反馈给用户;综合考虑用户卸载计算任务和MEC服务器反馈计算结果,将功率和子载波分配问题建模为混合整数非线性规划问题,在满足能量消耗、子载波分配和发射功率的约束条件下,最大化系统能量效率。为了降低求解复杂度,通过引入遗传算法,获得次优解。仿真结果表明,与基于遗传算法的局部功率或子载波分配方法相比,提出的方法具有更高的能量效率。

摘要： 驻极体是一种被极化的电介质材料并能够长期保持极化状态,能在周围空间激发持久稳定的电场,可作为发电机的电荷来源,通过静电感应让发电机的电极产生感应电荷。文章简介了驻极体材料的分类、常用的制备方法,以及驻极体发电机的基本结构和发电原理,并详细介绍了驻极体发电机的研究进展。首先,文章介绍了驻极体发电机的变面积式和变间距式两种基本构型,通过结构设计和参数优化使驻极体发电机具有在低频、高带宽等情况下高效输出的能力;其次,通过对驻极体发电机结构的设计和加工,让驻极体发电机能在复杂场景下进行能量收集;最后,则是对驻极体发电机进行拓展,利用双极性驻极体来构建驻极体发电机,还利用压电、摩擦电等其他发电机理与驻极体发电相结合制备出混合型发电机进行能量收集。

摘要： 尽管近年来电池技术有了很大的进步,但是相对用电设备寿命来说,其配置的电池续航能力相对较短,不能长期为用电设备供电,成为物联网、无人机等领域的技术瓶颈。自发电和无线充电技术能够源源不断地给电池充电,是解决电池续航短问题的有效途径。文章分析了激光无线供能技术中激光供能系统的各组成部分的研究现状,重点研究了影响激光能量传输效率的关键因素,对比分析了在激光照射下各种光伏电池的性能,发现砷化镓(Ga As)电池在激光供能领域具有显著的优势,分析了目前激光供能在高功率激光、长距离传输、目标跟踪等领域存在的技术挑战。

摘要： 为了更好地利用空间无线电波RF能量,设计了一款覆盖谐振频率为1~14 GHz宽带天线,并针对2.4 GHz进行整流天线设计。天线主体为一个圆形贴片,在地面通过开圆形槽的方式,改变辐射单元表面电流强度,实现宽带谐振和增强辐射的作用。天线在2.4 GHz处为最佳谐振点,此频段对应的最大增益为6.26 dBi。为了使整流天线小型化,将匹配整流电路与收集天线一体化设计。经过测试:整流天线在2.4 GHz时最大转换效率为56.76%,对应的最大输出直流电压为2.61 V。

摘要： 智能井盖的应用减小了人工巡查的难度,降低了人们的生命财产安全风险。该文研究了一种钹式压电能量收集器,有效地提高了智能井盖无线监测节点电池的续航能力,降低了人工巡查的成本。分析了收集器的工作原理,采用ANSYS Workbench软件进行仿真优化,研究了对钹式压电能量收集器输出性能影响的关键因素。加工组装了钹式发电装置样机并完成了测试。结果表明,样机在脉冲宽度250 ms、冲击载荷0.5 MPa下,输出开路电压为102 V,输出功率为4.11 mW,有效地提高了井盖监测节点的续航能力。

摘要： 无线供电网络射频充电技术开发商Energous Corporation与物联网(IoT)能量收集无线平台的创新者Atmosic Technologies联合宣布推出无线充电传感器评估套件。该套件采用Atmosic ATM3能量收集低功耗蓝牙片上系统(SoC)解决方案和Energous经FCC认证的1W WattUp PowerBridge发射器。作为AirFuel联盟的成员,这款新发布的评估套件进一步扩展了Atmosic和Energous之间的合作伙伴关系,展现了双方在提供开箱即用的无电池传感器解决方案方面的互操作性。

摘要： 针对能量收集多输入单输出无线通信系统传输过程中的速率最大化问题,提出一种基于李雅普诺夫优化框架的在线功率控制和天线选择策略。系统中源节点为能量收集设备供电的多天线节点,且天线激活后的射频电路功耗不可忽略。激活天线数越多,发送天线阵列增益越大,但电路功耗也越大,需要在二者间进行平衡。源节点应根据可用能量和信道状态来选择合适的发送天线和传输功率。由于能量到达和信道衰落是随机过程,该速率最大化问题是一个随机优化问题。由可充电电池的电量构造能量虚队列,而速率的负值作为惩罚项,再利用李雅普诺夫优化框架将功率控制与天线选择的优化问题转换为瞬时队列漂移加惩罚函数最小化问题。每时隙遍历电池电量支持的激活天线数,并优化发送功率,选取使漂移加惩罚最小的天线数和发送功率作为最优解。仿真结果表明,相比3种对比算法,算法能够获得明显更高的传输速率。所提算法仅依据当前的信道状态和电池电量状态做出决策,且计算复杂度低,是一种实用的算法。

摘要： 目的通过片层蒙脱土(MMT)插层聚乙烯醇(PVA)来增强PVA复合膜的摩擦起电性能和电荷保持能力,进而增强PVA基摩擦纳米发电机(TENG)的电输出性能。方法在3000 r/min的高速机械搅拌下将蒙脱土进行剥离,然后与PVA粉末混合,在80°C、机械搅拌下溶解并流延成膜。以空白PVA膜为对照,测试MMT@PVA复合膜的介电常数和静止状态下的摩擦电荷耗散曲线,以表征掺杂蒙脱土的PVA复合膜的介电性和储电性。以PVA-PTFE基TENG为对照,测试MMT@PVA-PTFE基TENG的电输出性能,以表征MMT的掺杂对PVA复合膜摩擦起电性能的影响。结果MMT的掺杂对PVA膜的介电性、摩擦起电性和电荷耗散性都有显著的影响。当的掺杂1%(相对于PVA的质量)的MMT后,PVA复合膜的介电常数增加了35%,电荷耗散率降低了46%,PVA基TENG的电输出增加了373%。MMT@PVA基TENG可以点亮868个LED灯,且具有稳定的电输出。结论MMT的掺杂可以显著提升PVA膜的摩擦起电性和储电性,并且有助于提升PVA基TENG的电输出,这对于拓宽PVA基TENG在能量收集、可穿戴电子器件和生物传感领域具有现实意义。

摘要： 环境能量收集技术使低功耗物联网传感器节点的自供电及免维护成为可能.本文即针对传统能量收集装置中单一环境能量有限,适应范围窄、混合环境能量收集装置体积大,可靠性差等问题,设计一种新型的混合环境能量一体化收集系统.该系统定位于环境中普遍而丰富的射频电磁波能量和振动能量,通过射频收集天线和压电陶瓷的有效结合,同时收集两种环境能量,并经整流转换成直流电能.能量收集天线使用普通双面印刷电路板实现,工作在手机通信频段1.9GHz(3G)和2.6GHz(4G),测试的回波损耗分别为24.3dB和19.9dB.压电陶瓷收集振动能量,输出功率可达到40mW.该装置不仅可以有效提高系统供电的可靠性和对环境的适应能力,还大大降低了传统混合系统的尺寸,为物联网快速发展中的传感器节点可靠供电问题提供新方法.

摘要： 针对农业物联网传感器电池更换困难及维护成本高的问题,半导体技术的发展促进了传感器功耗的不断降低，本文提出了一种对周围环境能量进行采集供电的混合能量收集系统.该系统能够对环境中的射频电磁波、振动能和光能进行接收并转换成直流电,本文主要对混合能量接收天线进行了分析和设计,采用一种新型的结构将三种能量接收器设计在一块天线中,既缩小了体积又降低了成本.天线的接收频段分别为常用的3G手机频段(1.9GHz)和4G手机频段(2.6GHz),测试的输入回波损耗分别为24dB和19dB.

摘要： 传统无线传感器网络通常由有限容量的干电池提供能量.随着新能源技术的发展,无线传感器网络的研究趋势已经从传统干电池供电的网络转换到新能源无线传感器网络,即能量收集无线传感器网络.这种网路可以从周围环境中补充了宝贵的能量资源.本文综合考虑了新能源无线传感器网络中源节点距离数据汇节点的距离远近、节点收集能量能力的差异以及单位面积节点的能量多少和能力大小等信息,运用虚拟物理势场的相关理论,建立关于距离的深度势场、节点能量收集的能力势场和能力密度势场等三种物理势场,并在三个物理势场基础上构建出统一的网络虚拟能力势场,进而给出在该虚拟势场下能量均衡路径.它能使得网络数据沿着能力势场"山脊"进行传送,从而达到节点现有能量和预期能量的均衡使用.仿真结果表明,该算法能够有效地均衡使用现有的以及预期收集的能量资源.

摘要： 制备了一种圆盘式压电能量收集器,进行了嚣件弯曲振动时电能输出效果的实验研究.在单频的稳态正弦激振实验中，由激振器产生输出正弦激振力，作用于器件使其产生弯曲振动.结果表明，当能量收集器处于谐振频率状态下振动时，输出电压和功率达到最大.在工作频率为90 Hz时能量收集器的输出开路整流电压可达36 V;当负载电阻为30 kΩ时，输出功率最大可达11.8 mW，产生的功率可以满足硬携式器件等低耗能产品的供能需求.

摘要： 针对无线传播的多径效应,本文设计了一款采用人工磁导体(AMC)衬底、四单元组阵和周边加金属围栏,中心频率为2.45GHz、适用于WiFi无线能量收集的高增益圆极化(CP)天线.本文在分析工程需求的基础上,详细讨论了带AMC衬底贴片单元设计、阵列移相馈电网络设计,最后制成了样品.结果表明:该天线具有较高的增益,可以满足WiFi多径环境的无线能量的高效收集.

摘要： 建筑的风能采集主要采用在建筑中装入大型风涡轮机的方法.本文提出了能够采集作用在高楼上的风能,并且同时减小风引起的结构响应的新型绿色建筑技术.高楼和高塔对于风的动态作用很敏感,因此在沿着风的方向和垂直风的方向都会有振动.为了满足人体舒适度的要求,一些辅助减振设备,如调谐质量阻尼器或风阻尼器(TMD),常被用来耗散振动能量.本文提出一种新TMD能将振动能转化为电能,同时抑制结构响应.高能量密度的电磁能量转换器替代传统TMD的粘滞阻尼装置来提供阻尼,并将低频建筑振动能量转化为电能.同时双功能TMD的可行性在小型建筑模型的试验中得到验证.

摘要： 本文介绍自供电技术中常用的能量源,总结了各种自供电技术.分析了机电转换模型和方法.针对具体应用环境,为微型传感器和电子器件的长期自供能提供了思路.

摘要： 本文介绍自供电技术中常用的能量源,总结了各种自供电技术.分析了机电转换模型和方法.针对具体应用环境,为微型传感器和电子器件的长期自供能提供了思路.

摘要： 本文介绍自供电技术中常用的能量源,总结了各种自供电技术.分析了机电转换模型和方法.针对具体应用环境,为微型传感器和电子器件的长期自供能提供了思路.

摘要： 本文介绍自供电技术中常用的能量源,总结了各种自供电技术.分析了机电转换模型和方法.针对具体应用环境,为微型传感器和电子器件的长期自供能提供了思路.

摘要： 本申请提供了一种能量收集管理电路及能量收集管理方法，涉及集成电路设计技术领域，既可以收集能量较低的能量，还可以提高能量收集过程中的能量转换效率。该能量收集管理电路包括：第一能量转换电路在输入电压小于第二电压阈值时，接收输入电压，放大后以第一电压输出，当第一电压小于第二电压阈值时，将第一电压输入至集成电源管理电路；第二能量转换电路在第一电压大于或等于第二电压阈值时，接收第一电压，放大后以第二电压输入至集成电源管理电路，第二能量转换电路的能量转换效率大于第一能量转换电路的能量转换效率；第二能量转换电路在输入电压大于或等于第二电压阈值时，接收输入电压，放大后以第三电压输入至集成电源管理电路。

摘要： 本发明公开一种可收集多种能量形式的能量收集器，涉及清洁能源领域，包括连接机构和多个收集器单体，收集器单体包括浮体、风力发电组件、太阳能发电部件和多个固液式摩擦纳米发电组件，浮体中设置有多个安装腔，固液式摩擦纳米发电组件包括外壳、绝缘摩擦内壳和密封部件，各外壳固定于一个安装腔中，外壳包括两个对称设置的感应电极，两个感应电极的对接面之间设置有绝缘层，绝缘摩擦内壳夹持于两个感应电极之间，绝缘摩擦内壳上设置有第一通孔，绝缘摩擦内壳中设置有水，密封部件用于密封第一通孔，多个浮体通过连接机构连接为一体。该能量收集器可以同时收集风能、太阳能以及波浪能，提高了波浪能量的利用效率，增加了整体稳定性。

摘要： 一种能量收集器(RF)，用于将与射频信号即RF信号相关联的入射RF能量转换成直流能量，其包括：整流器(5)，该整流器(5)包括预储存电容器(4)，其中所述整流器被布置为对传入的RF能量(3)进行整流，从而将RF能量储存到预储存电容器(4)中；之后是能量传递单元(6)，其包括储存输出电容器(8)，储存输出电容器(8)的值高于预储存电容器(4)的值，能量传递单元被布置为将来自预储存电容器的能量传递到包括控制单元(2)的储存输出电容器中。

摘要： 本发明公开了用于人体运动能量收集的能量收集器及装置及方法，能量收集器包括弹性基底、电磁发电机、压电发电机和摩擦发电机，弹性基底的形状为环形；电磁发电机的第一载体封装盒和第二载体封装盒分别设置于弹性基底内表面且上下正对，并分别设有磁铁和带铁芯线圈，磁铁和带铁芯线圈相对设置；摩擦发电机的电极层设置于第一载体封装盒的下表面，介电层设置于电极层的下表面，金属层设置于第二载体封装盒的上表面，金属层与介电层之间具有空隙；压电发电机的第一压电单晶片和第二压电单晶片分别对称设置于弹性基底左右两侧的内壁。本发明将电磁式、压电式和摩擦电结合来收集人体产生的能量。三种发电机优势互补，提高了能量收集器的工作效率。

摘要： 本发明公开了一种高能量收集率的带通型电磁式振动能量收集装置，属于微能量收集领域，包括外壳、第一振子、第二振子、线圈、第一平面弹性件和第二平面弹性件；第一振子和第二振子设置于外壳内；第二振子为非导磁质量块，第二平面弹性件的上下两边分别连接于第二振子和线圈；第一振子为永磁体，第一平面弹性件与第一振子相连，两个振子的重量一般不同，两个平面弹性件的结构一致或不一致，通过振子与平面弹性件的组合，形成两个不同的谐振频率。本发明具有两个谐振频率点，并利用永磁体与线圈的相对运动，在两个谐振点之间实现运动行程的增强，提高输出功率，构成通带内能量增强型的能量收集技术，解决了目前单谐振收集器收集频率范围窄的问题。

摘要： 本发明提供了一种用于膜翅目昆虫振翅运动能量收集的3D压电能量收集装置，包括昆虫翅膀连接结构、折叠变形结构、中间连接结构以及胸部连接结构。昆虫翅膀连接结构设计为能够与距翅基1/3处的前缘脉部分结合的开口槽形状，同时还有边缘翻折部分可以和翅面进行粘接。折叠变形结构仿照折纸进行设计，可以在昆虫振翅拍打过程中有效折展。中间连接结构设计为蜿蜒形状，用于连接两侧折叠变形结构的同时保持空间纵向的自由度。胸部连接结构设计为拱形的胸部共型结构，可以保证压电薄膜结构与昆虫胸部进行粘合。本发明能够实现膜翅目昆虫振翅飞行过程中的能量收集，从而为半机械昆虫飞行器所携带的微控制器提供电能。

摘要： 本发明提供一种离心机能量收集腔室，提供了与用于气体采集模拟的离心机能量收集腔室(CEHC)相关的系统和方法。某些CEHC可以包括高压腔室、高压注射泵、冷却系统、致动器和超载装置、井眼内的背压控制器、井眼上的加热元件、水气分离系统和流量测量系统。CEHC还可以提供可操作地连接到传感器和仪器的软件，软件包括连续地、实时地、周期性地或异步地测量和监测仿真变量的模块以及可以就测量所得调整仪器设定。

摘要： 本发明提供了利用飞机起落架涡流的能量收集方法、能量收集装置以及能量收集模块。本发明在不影响飞机起落架全部功能的前提下，在起落架缓冲支柱(包括前起落架和主起落架)的背风侧并排布置多个压电片，漩涡对压电片两侧施加周期性力矩，压电片在压力差的驱使下发生变形，产生电荷，从而将流体的机械能转化为电能，通过外接电阻就可以输出功率。由于本发明能量收集方法的能量收集过程具有不连续性，因而能将能量收集装置与可充放电的蓄电池相连接，这样就可以给蓄电池充电，并且将蓄电池与传感器相连，这样蓄电池储存的电能又可以供传感器长期使用，同时实时监测蓄电池的电量。

摘要： 本实用新型公开了一种全向海流海波水平能量收集器及其能量收集系统。收集器包括连接有传动轴的全向海流驱动轮，传动轴竖直布置；全向海流驱动轮包括轮框，轮框上绕传动轴周向分布有动力旋叶；动力旋叶通过旋叶支撑杆与轮框转动连接；轮框与动力旋叶之间设有第一旋叶限位结构。收集系统包括水泵结构和全向海流海波水平能量收集器，全向海流海波水平能量收集器的传动轴与水泵结构相联动；水泵结构连接有吸水管和高压输水管。本实用新型提供的全向海流海波水平能量收集器及其能量收集系统，结构简单，无论海流从哪个方向流过，均能将海波水平能量转化为机械转动能量，而且可整体浸入海面以下，不受涨退潮影响。

摘要： 本实用新型公开了一种单向海流海波水平能量收集器及其能量收集系统。收集器包括连接有传动轴的单向海流驱动轮，传动轴横向布置；单向海流驱动轮包括轮框，轮框上绕传动轴周向分布有动力旋叶；动力旋叶通过旋叶支撑杆与轮框转动连接；轮框与动力旋叶之间设有第一旋叶限位结构。收集系统包括水泵结构和单向海流海波水平能量收集器，单向海流海波水平能量收集器的传动轴与水泵结构相联动；水泵结构连接有吸水管和高压输水管。本实用新型提供的单向海流海波水平能量收集器及其能量收集系统，结构简单，不仅能将单向海波水平能量转化为机械转动能量的功能，而且可整体浸入海面以下，不受涨退潮影响。