Avances en Harvesting Energy para obtener energía desde el medio ambiente

La energía está disponible libremente desde múltiples fuentes, incluyendo sistemas en movimiento y el sol. Si se captura de forma efectiva puede ser almacenada para usos futuros.

Energy Harvesting es una tecnología popular porque permite obtener energía gratuitamente y además de una forma ambientalmente inocua. Los métodos Energy Harvesting son de gran interés actualmente debido al rápido crecimiento de los dispositivos inalámbricos y la necesidad de proporcionarles energía mediante técnicas renovables. Obteniendo energía del medio ambiente y almacenándola en condensadores o baterías recargables, los sistemas inalámbricos permiten olvidarnos de los cables y de tener que sustituir baterías.

A veces denominadas como Energy Scavenging, las técnicas Energy Harvesting capturan energía del medio ambiente y típicamente proporcionan una pequeña cantidad de energía para uso por dispositivos de baja potencia, tales como los sensores inalámbricos o wireless. Harvesting puede conseguirse por muchos medios, incluyendo la captura de energía electromagnética de la transmisión de televisión y radio, transformación de los gradientes de temperatura en energía eléctrica, y dispositivos fotovoltaicos para transformar energía solar en DC. Incluso las vibraciones pueden ser usadas por dispositivos piezoeléctricos para generar energía cuando se someten a una tensión mecánica. Algunas firmas están actualmente trabajando en generadores biomecánicos que permiten generar energía eléctrica a partir del movimiento del cuerpo.

Esta innovadora industria está ya organizada en asociación, el Energy Harvesting Forum (www.energyharvesting.net), y se ofrecen una variedad de productos innovadores. Por ejemplo, EnOcean (www.enocean.com) ha desarrollado el ECO 100 energy harvester, que convierte el movimiento lineal en energía. Mide solamente 33,3 x 22,0 x 2,0 mm y genera pulsos cortos de 5-V. Conveniente para sistemas de automatización en edificios tales como sensores e interruptores, el ECO 100 puede ser usado con el módulo de radio PTM 230 de la firma para enviar telegramas cortos de radio a 868,3 MHz sin la necesidad de otra fuente de energía. El módulo de radio genera 10 mW con modulación (ASK) de amplitude-shiftkeying para alcanzar transmisión de datos a 125 kb/s.

MicroStrain, Inc. (www.microstrain.com) está especializado en energy harvesting adaptativo para redes de sensores inalámbricos, y ofrece un comparator switches que puede controlar nodos de sensores inalámbricos con sólo unos nanoamperios de corriente. La compañía ha usado fuentes en movimiento tales como las varillas de control de un helicóptero para obtener la energía por medio de dispositivos piezoeléctricos. MicroStrain´s EH-Link wireless node es un sensor que no necesita energía externa, ya que está diseñado para trabajar con fuentes energy-harvesting tales como los generadores piezoeléctricos y termoeléctricos. Inniwattech (inniwattech.co.il) ha desarrollado un sistema basado en generación piezoeléctrica que obtiene energía mecánica de carreteras, vías de ferrocarril y caminos, y la convierte en energía eléctrica.

Debido a que la tecnología Energy-Harvesting es relativamente nueva, numerosas compañías ofrecen kits de desarrollo para ayudar a los ingenieros a comprender cómo aplicar sus dispositivos. Cymber Corp. (www.cymbet.com), por ejemplo, ofrece su EVAL-09 Energy Harvesting kit basado en la captura de energía de fuentes solares. Diseñado para aplicaciones de carga de baterías, está actualmente disponible en Digi-Key (www.digikey.com). La compañía también ofrece un modelo EVAL-11 Energy Harvesting kit para capturar energía por medio de cargas de inducción. Silicon Labs (www.silabs.com) ofrece un diseño de referencia de energy-harvesting para uso en propósitos generales.

Infinite Power Solutions (www.infinite-powersolutions.com) vende THINENERGY micro energy cells (MECs) para aplicaciones energy-harvesting. Estas células de almacenamiento de energía pueden usarse con circuitos integrados de energy-harvesting tales como MAX17710 de Maxim Integrated Products (www.maxim-ic.com) o el kit de evaluación 17710EVKIT. Microchip (www.mcrochip.com) ofrece su kit de desarrollo XLP energy-harvesting de aplicaciones de baja potencia tales como sensores RF, sensores de temperatura y medidores de instalaciones.

Bibliografía: Harvesting Energy from The Environment. MicroWaves & RF. November 2011

Palabras clave: Capturing electromagnetic (EM) energy from television