Energy Harvesting

 

 

Présentation

• Qu'est-ce que la récolte d'énergie ?
• Quels sont les avantages ?
• Quand est-elle utile ?

 

• Demande du marché
• Applications
• Spécifications

 

• Qu'est-ce que la récolte d'énergie ?
• Processus par lequel l'énergie est dérivée de sources externes, capturée et stockée pour une utilisation dans des systèmes électroniques.

 

• La récolte d'énergie est un processus par lequel l'énergie ambiante est capturée et convertie en électricité pour les petits dispositifs autonomes, tels que les satellites, les ordinateurs portables et les nœuds des réseaux de capteurs afin de les rendre autosuffisants.
• les sources telles que l'éclairage, les gradients de température, les vibrations et les ondes radio (énergie RF)  peuvent être réutilisées sur des dispositifs électroniques à faible puissance.

 

Quand est-elle utile ?

• Lorsque l'alimentation secteur n'est pas disponible ou coûteuse
• Lorsque les batteries sont coûteuses ou difficiles à remplacer
• Lorsque l'énergie est nécessaire uniquement en présence d'énergie ambiante

 

 

Demande du marché

• La croissance à 2 chiffres multipliera le volume de marché par 4 au cours des 5 années suivant 2015

 

Exemple

État des dispositifs de récolte d'énergie* dans les différents champs d'application, 2009

 

Applications types

 

• électronique portable grand public Calculatrices, jouets, allume-gaz piézo, clés de voiture électroniques, appareils électroniques, etc.
• Industrielles Principalement bâtiments, machines, moteurs, actionneurs et capteurs sans fil non maillés
• Montres-bracelets
• Ordinateurs portables, livres électroniques
• Capteurs sans fil
• Militaires et aérospatiales excluant WSN
• Implants médicaux, testeurs jetables, délivrance de médicaments, etc.
• Autres Recherches, animaux, agriculture, etc.

 

 

Où trouver de l'« énergie libre » ?

 

Puissance de sortie type de la récolte d'énergie

 RF :     0,1 µW/cm²

 Vibrations : 1 mW/cm²

 Thermique : 10 mW/cm²

 Photovoltaïque : 100 mW/cm²

 

Tensions types de la récolte d'énergie

 RF : 0,01mV

 Vibrations : 0,1 → 0,4 A

 Thermique : 0,02 → 1,0 V

 Photovoltaïque : 0,5 / 0,7 Vtyp /par pile

 

Consommation

Applications alimentées par batterie dans

les réseaux corporels

3 µW = 1,8 V * 1,7 μA

 

Industrialisation

 

• Nécessité d'une meilleure densité de puissance
• Electronique à ultra-faible consommation
• Petits dispositifs de stockage de l'énergie avec forte capacité énergétique
• Normes de communication sans fil et vitesses de transmission améliorées

 

L'acceptation par le marché des dispositifs de récupération d'énergie dépend énormément de l'application

• Celle-ci est basée sur plusieurs paramètres :
• Dimensions et poids
• Quantité d'énergie générée versus quantité d'énergie requise par le système
• Coût : Facilité d'accès à la grille et facilité d'accès au module ou au système à alimenter
• Nombre de périphériques à alimenter
• Mission essentielle du module ou du système à alimenter
• Durée de vie requise du périphérique : Durée de vie prévue pour le dispositif de récolte d'énergie par rapport à la durée de vie des pièces du système

 

• Un élément important à prendre en compte est si suffisamment d'énergie est récoltée pour une application particulière dans un environnement particulier, et si la puissance récupérée doit être stockée

 

 

Collecte de l'énergie

Boîte de nuit

--> Une boîte de nuit à Rotterdam crée de l'énergie pour alimenter l'éclairage à LED

chaque visiteur crée 20 W d'énergie en dansant sur le plancher souple

 

Promenade piétonne

--> utilisation de matériaux piézoélectriques pour récolter l'énergie électrique

des piétons se promenant dessus

 

Passerelle

--> Les matériaux piézoélectriques peuvent récolter l'énergie des vibrations, telles que le

léger mouvement d'une passerelle lorsque les piétons la traversent.

 

La récolte d'énergie

• Les applications de récolte d'énergie sont potentiellement partout
• Les besoins en énergie des applications types continuent de chuter
• Les caractéristiques de la source d'énergie déterminent le choix du transducteur
• Une alimentation régulée, fiable et réalisable avec des systèmes correctement conçus