众所周知,物联网中的设备要实现无线互连,依赖于无线传感器网络,该网络对持续的低能耗有一定要求,在通常的做法中,电能可以由直接从环境中发电的电磁能量采集器提供。来自法国图卢兹大学的Lise Marie Lacroix与同事使用了一种数学技术(即有限元模拟),来优化这种能量采集器的设计,使其尽可能高效地发电。这项工作现已发表在《EPJ专题》杂志上。
物联网由大量小型便携设备组成,每个设备都需要自己的可持续微能源。电池不能满足这一要求,因为它们经常需要更换或充电。取而代之的是许多不同的技术,其中最有希望的解决方案之一是电磁能量采集。
电磁能量采集器由一个振动板组成,振动板上装有一组微磁,这些微磁面对并与一个平行的静态线圈耦合。电能由振动的磁铁产生,可以进入电路的电量取决于线圈和磁铁的设计以及它们之间的间距。
Lacroix和她的团队研究了一种系统,其中磁铁是最先进的NdFeB磁铁,也就是说,它们由稀土金属钕与铁和硼的合金组成。他们发现,通过在阵列中磁铁的间距和线圈的匝数之间进行权衡,可以优化功率;减小线圈和阵列之间的距离和增加磁铁的厚度也可以增加功率。她说:“我们现在正在使用我们的研究成果来优化收割机。”
将来,这些设备很可能在航空航天、汽车和生物医学领域以及其他依赖物联网的领域发挥作用。
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