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Tuning emulato elettronicamente per harvester da vibrazioni

Circuito ElettronicoCircuito Power Managementenergy harvestingMassimizzazione Potenza

Introduzione

L’invenzione si riferisce ad un circuito elettronico e ad un metodo per ottimizzare l’estrazione di potenza elettrica da un harvester elettromagnetico risonante di energia vibrazionale. Lo scopo del sistema proposto è di aumentare l’efficienza dell’ harvester a frequenze di vibrazione diverse dalla sua frequenza di risonanza meccanica. L’aumento della potenza generata dai sistemi di harvesting consente di eliminare, nelle applicazioni di “Internet of Things”, la necessità dell’alimentazione elettrica via cavo e i costi di manutenzione e l’impatto ambientale delle batterie usa e getta.

Caratteristiche Tecniche

Gli harvester elettromagnetici risonanti di energia vibrazionale funzionano in modo efficiente solo quando la frequenza delle vibrazioni coincide con la loro frequenza di risonanza. L’obiettivo del sistema proposto è aumentare l’efficienza di tali harvester a frequenze di vibrazioni diverse dalla risonanza. L’ottimizzazione della potenza elettrica estratta si ottiene iniettando un’opportuna corrente in una bobina aggiuntiva, mediante un circuito elettronico di potenza, al fine di emulare un opportuno sistema massa-molla-smorzatore con un’efficienza notevolmente superiore ad una frequenza di vibrazione desiderata anche se diversa da quella di risonanza dell’ harvester. L’aggiunta del sistema proposto ad un harvester vibrazionale standard, consente un incremento della potenza superiore all’80%.Nei sistemi di energy harvesting, l’aumento della potenza generata consente sia di alimentare dispositivi per l’“Internet of Things” più performanti, caratterizzati da consumi maggiori, e con più alti livelli di qualità del servizio; sia di ridurre il dimensionamento dell’ harvester e quindi il costo iniziale del sistema, a parità di dispositivo per l’“Internet of Things” da alimentare.

Possibili Applicazioni

  • Alimentazione di dispositivi di Internet of Things;
  • Alimentazione di nodi di reti di sensori wireless;
  • Alimentazione di sensori per il monitoraggio in applicazioni ferroviarie, automotive, aerospaziali, industriali, infrastrutturali, biomediche e di domotica;

Vantaggi

  • Alimentazione di dispositivi per l’“Internet of Things” con livelli di qualità del servizio più elevati;
  • Riduzione del costo iniziale del sistema di energy harvesting;
  • Nessuna alimentazione elettrica via cavo o batterie usa e getta;
  • Ecologico ed ecosostenibile,