Wiadomości OZE Mikroelektromechaniczne urządzenia do zbierania energii 08 lutego 2019 Wiadomości OZE Mikroelektromechaniczne urządzenia do zbierania energii 08 lutego 2019 Przeczytaj także Wiadomości OZE W planach coraz więcej spalarni śmieci. Potrzebujemy lepszej kontroli Na terenie Polski działa 9 spalarni odpadów komunalnych. W najbliższych latach planowana jest rozbudowa istniejących, a także budowa 30 nowych punktów przerabiających śmieci na ciepło. Branża odpadów to przede wszystkim duże pieniądze, a każdy nowy projekt wzbudza kontrowersje. Obywatele i ekolodzy obawiają się nadmiernej emisji pyłów, CO2 i metali ciężkich, natomiast samorządy i zainteresowane firmy zbijają argumenty przeciwników wizją taniej energii i szybkiego rozwiązania problemu śmieci w gminach. Raport Najwyższej Izby Kontroli rzuca nowe światło na jakość pracy organów ochrony środowiska, sprawujących pieczę nad spalarniami śmieci. Jest co poprawiać. Ochrona środowiska Trwa wielka podróż dookoła Bałtyku. Aktywiści właśnie przeszli polskie wybrzeże Ekspedycja Save The Baltic Sea to akcja, w ramach której aktywiści chcą obejść Bałtyk dookoła. Wędrówka zaczęła się 11 marca, a cała grupa właśnie zakończyła podróż wzdłuż polskiego wybrzeża. Ekspedycja spędziła dwadzieścia dni w naszym kraju, spotykając się z lokalnymi naukowcami, działaczami na rzecz środowiska i studentami, aby dowiedzieć się więcej o stanie i przyszłości polskich brzegów Bałtyku. Naukowcy z Tokijskiego Instytutu Technologicznego opracowali nowatorski system mikroelektromechaniczny (MEMS), którego zadaniem jest zbieranie energii mechanicznej z otoczenia i konwertowanie jej na energię elektryczną. Tego rodzaju urządzenia wcześniej były już produkowane w laboratoriach, ale nowe podejście polegające na oddzieleniu bloków układu od siebie pozwala na zwiększenie elastyczności tego rozwiązania. Reklama Tego typu urządzenia mogą znaleźć swoje zastosowanie między innymi w systemach Internetu Rzeczy (IoT). Obecnie niewielkie systemy IoT wyposażone są w sensory itp. Niestety, wszystkie tego typu urządzenia wymagają zasilania, co jest poważnym problemem w ich popularyzacji. Jednym z rozwiązań jest zapewnienie im możliwości samodzielnego produkowania potrzebnej energii elektrycznej. Niektóre z nich już teraz wyposaża się np. w niewielkie moduły fotowoltaiczne, ale wymaga to stałego dostępu do światła. Inną alternatywą jest zastosowanie systemów MEMS do zbierania energii i konwertowanie jej do postaci użytecznej dla systemu elektronicznego. Tego typu układy do działania wykorzystują materiały elektretowe, tj. takie, które produkują elektryczność w momencie, gdy ulegają odkształceniu mechanicznemu (stosuje się je np. w zapalarkach do gazu czy niektórych zapalniczkach – przyp. red.). W typowych implementacjach takich systemów elektret i reszta układów potrzebnych systemowi zbierania energii do pracy zamknięta jest w jednej obudowie. Japońskie rozwiązanie prezentowane w tym artykule wyróżnia się, ponieważ system podzielono na dwa chipy – elektret i pozostałą część elektroniki. Pozwala to na elastyczniejsze implementowanie tego rozwiązania w gotowym urządzeniu. Elektret umieścić można w miejscu, gdzie wibracje są najsilniejsze, a pozostałą część elektroniki w innym dogodnym miejscu. Oprócz problemów z implementacją scalonych rozwiązań, podzielenie układu na części ma także zaletę technologiczną. Jeśli chce się produkować układy MEMS w jednej strukturze, to proces produkcji elektretu musi być kompatybilny z pozostałą częścią elektroniki, a to ogranicza wybór materiałów do jego budowy. Zespół z Japonii zaproponował, żeby możliwie oddzielić od siebie moduły i w ten sposób w jednym chipie zamknięto kondensator elektretowy gromadzący ładunek, a w drugim układzie system, który produkuje nośniki wstrzykiwane do elektretu pod wpływem ruchu (wibracji). – To pierwszy układ, gdzie fizycznie rozdzielono od siebie strukturę MEMS i kondensator elektretowy – wyjaśnia Diasuke Yamane, adiunkt z Instytutu w Tokio, jeden z badaczy odpowiedzialny za projekt. Zasada działania układu zaprezentowana jest w uproszczeniu na powyższym rysunku. Całkowita pojemność układu jest stała przez cały czas i rozdzielona na dwa kondensatory – stały i zmienny. Pomiędzy tymi elementami znajduje się kondensator elektretowy, który powoduje, że pod wpływem wibracji zmienia się rozkład pojemności obu sąsiadujących elementów, a to z kolei powoduje ‘przepychanie’ nośników z jednej strony na drugą i w konsekwencji przepływ wyindukowanego w elektrecie prądu. W ten sposób system ten generuje prąd elektryczny, który posłużyć może do zasilania układów. Prąd generowany przez układ może być wyprowadzony poza chip i np. magazynowany do późniejszego wykorzystania przez niewielkie urządzenia elektroniczne. Jak widać na wykresie powyżej, układ generuje napięcia na poziomie zaledwie kilkuset miliwoltów (ok 0,1 V – 0,2 V), ale to wystarczy, by np. zdalny sensor bezprzewodowy był w stanie raz na jakiś czas uruchomić się i przesłać informacje odnośnie temperatury do centralnego serwera. Wszystko bez wykorzystywania baterii itp. Teraz, dzięki propozycji japońskich naukowców, tego rodzaju układy działać mogą jeszcze sprawniej. – Zaproponowana przez nas metoda jest bardzo obiecującym sposobem na zwiększenie elastyczności metod produkcji i sposobów implementacji układu, poprzez rozdzielenie struktury MEMS i kondensatora elektretowego na dwa moduły – wyjaśnia Yamane. źródło: phys.org, TIT Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.