Journal de génie électrique et de technologie électronique

Un examen des récupérateurs d'énergie électromagnétique à large bande basés sur les vibrations

Hamid Khan

Les récupérateurs d'énergie électromagnétique basés sur les vibrations (VEMEH) pour alimenter les nœuds de capteurs sans fil (WSN) et les appareils à faible puissance suscitent un énorme intérêt de recherche en tant que source d'énergie alternative. L'une des principales limitations à l'application de ces récupérateurs en remplacement des systèmes de batterie est leur dépendance à la gamme limitée de fréquences de fonctionnement. Cet article met en évidence les avancées actuelles dans le domaine des VEMEH à large bande. Tous ces VEMEH ont été étudiés et décrits en fonction de leur gamme de fréquences de fonctionnement, de leur bande passante de fréquence, de leur volume global, de leur tension de sortie, de la valeur de la puissance de sortie disponible, de la densité de puissance et du niveau de vibrations auxquels ces récupérateurs sont soumis. De plus, les VEMEH décrits sont classés en fonction de leur mécanisme de fonctionnement, c'est-à-dire résonnant ou non résonnant. L'accent est mis ici principalement sur la plage de fréquences de fonctionnement et la bande passante de fréquence où le récupérateur est capable de produire une quantité adéquate de puissance de sortie qui pourrait être utilisée pour faire fonctionner des WSN distants. Les VEMEH signalés incluent des moissonneuses avec un volume minuscule de 0,032 cm3 à environ 1600 cm3. En comparant sur la base de la tension de sortie, les VEMEH signalés pourraient produire une tension de sortie de 0,13 mV à 5700 mV. De même, les VEMEH signalés génèrent une puissance de sortie de 0,00096 μW à 74000 μW. Les VEMEH signalés ont des densités de puissance dans la plage de 0,50 x 10-6 μW/cm3 à 1073 μW/cm3. La puissance par accélération des VEMEH signalés est dans la plage de 16,012 x 10 -6 μW/g à 129824 μW/g. De plus, les VEMEH signalés ont une densité de puissance par accélération dans la plage de 0,500 x 10-6 μW/g.cm3 à 1877 μW/g.cm3. Sur la base de la taille globale de l'appareil et de la puissance de sortie résultante, un récupérateur de 1 cm³ ayant une puissance de sortie moyenne de 0,75 μW à un récupérateur de 68,96 cm³ avec une puissance de sortie de crête de 74 mW a été décrit dans cette littérature. Une comparaison a été faite sur la base de la plage de fréquences de fonctionnement, de la bande passante de fréquence, de la taille de l'appareil, de la puissance de sortie, de l'accélération de fonctionnement, de la puissance par accélération et des densités de puissance des récupérateurs d'énergie électromagnétique à large bande (EMEH) signalés.