Revista de Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica

Una revisión de recolectores de energía electromagnética de banda ancha basados ​​en vibración

Hamid Khan

Los recolectores de energía electromagnética basados ​​en vibraciones (VEMEHs) para alimentar nodos de sensores inalámbricos (WSNs) y dispositivos de baja potencia han generado un enorme interés de investigación como fuente alternativa de energía. Una de las principales limitaciones para la aplicación de estos recolectores como reemplazo de los sistemas de baterías es su dependencia del rango limitado de frecuencias operativas. Este documento destaca los avances actuales en el área de los VEMEH de banda ancha. Todos estos VEMEH han sido estudiados y reportados en función de su rango de frecuencias operativas, ancho de banda de frecuencia, volumen general, voltaje de salida, el valor de la potencia de salida disponible, densidad de potencia y el nivel de vibraciones al que están sujetos estos recolectores. Además, los VEMEH reportados se clasifican en función de su mecanismo operativo, es decir, resonante o no resonante. El enfoque principal aquí es el rango operativo de frecuencias y el ancho de banda de frecuencia donde el recolector es capaz de producir una cantidad adecuada de potencia de salida que podría usarse para operar WSN remotas. Los VEMEH informados incluyen cosechadoras con un volumen minuto de 0,032 cm3 hasta aproximadamente 1600 cm3. Cuando se comparan sobre la base del voltaje de salida, los VEMEH informados podrían producir un voltaje de salida de 0,13 mV hasta 5700 mV. De manera similar, los VEMEH informados generan una potencia de salida de 0,00096 μW a 74000 μW. Los VEMEH informados tienen densidades de potencia en el rango de 0,50 x 10-6 μW/cm3 a 1073 μW/cm3. La potencia por aceleración de los VEMEH informados está en el rango de 16,012 x 10 -6 μW/g a 129824 μW/g. Además, los VEMEH informados tienen una densidad de potencia por aceleración en el rango de 0,500 x 10-6 μW/g.cm3 a 1877 μW/g.cm3. Con base en el tamaño general del dispositivo y la potencia de salida resultante, se ha informado en esta literatura desde un recolector de 1 cm³ con una potencia de salida promedio de 0,75 μW hasta un recolector de 68,96 cm³ con una potencia de salida pico de 74 mW. Se ha realizado una comparación sobre la base del rango de frecuencia de operación, el ancho de banda de frecuencia, el tamaño del dispositivo, la potencia de salida, la aceleración de operación, la potencia por aceleración y las densidades de potencia de los recolectores de energía electromagnética de banda ancha (EMEH) informados.