Nhu cầu năng lượng của các thiết bị điện tử nhỏ phổ biến ngày nay – bao gồm cảm biến, máy truyền dữ liệu, thiết bị cấy ghép y tế và các sản phẩm tiêu dùng 'có thể đeo' như Fitbits - không còn có thể được đáp ứng chỉ bằng pin hóa học. Khoảng trống này có thể được lấp đầy bằng máy thu năng lượng, biến năng lượng rung động thông thường xung quanh thành năng lượng điện.
Trừu tượng đồ họa. Nguồn: Tạp chí Vật lý Châu Âu B (2024). DOI: 10.1140/epjb/s10051-024-00650-2
Loại máy gặt hiệu quả nhất là máy thu năng lượng ba ổn định, có thể chuyển đổi ngay cả những rung động ngẫu nhiên tần số thấp thành dòng điện xoay chiều (AC) và từ đó thành dòng điện một chiều (DC).
Tingting Zhang và Yanfei Jin từ Viện Công nghệ Bắc Kinh ở Trung Quốc hiện đã nghiên cứu cách thay đổi các đặc tính của các hệ thống này để tối ưu hóa sản lượng điện; phát hiện của họ được công bố trên Tạp chí Vật lý Châu Âu B.
Máy thu năng lượng ba ổn định là ví dụ về máy thu năng lượng phi tuyến tính, có thể sử dụng băng thông rung rộng hơn so với các máy thu năng lượng tuyến tính trước đó. Chúng chuyển đổi năng lượng cơ học từ các rung động ngẫu nhiên trong môi trường trực tiếp thành AC và sau đó thông qua mạch chỉnh lưu thành DC cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử.
Jin cho biết: “Các phương pháp điều khiển có thể được sử dụng để nâng cao khả năng khai thác năng lượng của hệ thống này”. "Chúng tôi đã tối ưu hóa việc điều khiển máy thu năng lượng ba ổn định trong hệ thống chuyển mạch đồng bộ song song, hay P-SSHI, để thu được nguồn điện DC hiệu quả nhất từ nhiễu màu."
Nhiễu màu được định nghĩa là tín hiệu rung động ngẫu nhiên trong đó xuất hiện các tần số rung động khác nhau với cường độ khác nhau. Jin và Zhang đã sử dụng nó cho các thí nghiệm của họ vì nó giống với những rung động ngẫu nhiên của môi trường tự nhiên.
Jin cho biết thêm: “Chúng tôi đã chứng minh rằng máy thu năng lượng được điều khiển theo cách này hiệu quả hơn máy không điều khiển và các tính toán lý thuyết của chúng tôi được hỗ trợ tốt bởi mô phỏng Monte Carlo”. “Bây giờ chúng tôi hy vọng có thể tối ưu hóa thiết kế mạch quản lý, điều này rất quan trọng cho việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ, công suất thấp này”.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
