Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska



Podobne dokumenty
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Pozyskiwanie energii z otoczenia, przegląd dostępnych rozwiązań

Krótka informacja o bateriach polimerowych.

Stabilizatory liniowe (ciągłe)

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska. Zygmunt Kubiak 1

Etapy Projektowania Instalacji Fotowoltaicznej. Analiza kosztów

Moduł Zasilacza Buforowego MZB-01

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 4-EW ELEKTROWNIA WIATROWA

MOBILNE STANOWISKO DO BADAŃ EFEKTYWNOSCI MODUŁÓW PV.

Dobieranie wielkości generatora fotowoltaicznego do mocy falownika.

Moduł Zasilacza Buforowego MZB-01EL

Nowe konstrukcje rozłączalnych przetworników prądowych oraz przetworników zasilanych z prądów operacyjnych

OFERTA MONTAŻU BATERII SŁONECZNYCH CZYLI DARMOWA ENERGIA!!!

Część 1. Wprowadzenie. Przegląd funkcji, układów i zagadnień

ZAŁĄCZNIK NR 10 Symulacja uzysku rocznego dla budynku stacji transformatorowej

ZAŁĄCZNIK NR 09 Symulacja uzysku rocznego dla budynku garażowo-magazynowego

Przedsiębiorstwo. Klient. Projekt

HYBRYDOWY SYSTEM ZASILANIA W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ DOMKÓW REKREACYJNYCH

Instalacja fotowoltaiczna o mocy 36,6 kw na dachu oficyny ratusza w Żywcu.

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne - Jastrzębska GraŜyna. Spis treści. Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów

TEHACO Sp. z o.o. ul. Barniewicka 66A Gdańsk. Ryszard Dawid

ELASTYCZNY SYSTEM PRZETWARZANIA I PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII MAŁEJ MOCY DLA MASOWEGO WYKORZYSTANIA W GOSPODARCE ENERGETYCZNEJ KRAJU

projekt przetwornika inteligentnego do pomiaru wysokości i prędkości pionowej BSP podczas fazy lądowania;

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Zalety rozdzielnic SN typu MILE wyposażonych w wyłączniki o napędzie magnetycznym

Sprawozdanie z laboratorium proekologicznych źródeł energii

FOTOOGNIWA SŁONECZNE. Rys. 1 Moduł fotowoltaiczny cienkowarstwowy CIS firmy Sulfurcell typu STP SCG 50 HV (Powierzchnia ok.

Badanie baterii słonecznych w zależności od natężenia światła

zasada działania, prawidłowy dobór wielkości instalacji, usytuowanie instalacji, produkcja energii w cyklu rocznym dr inż. Andrzej Wiszniewski

Model układu z diodami LED na potrzeby sygnalizacji świetlnej. Czujniki zasolenia przegląd dostepnych rozwiązań

Magazyn energii w układzie zasilania kolejowej trakcji elektrycznej 3 kv DC

Przedsiębiorstwo. Projekt. Projekt instalacji fotowoltaicznej. R-Bud. Osoba kontaktowa: Anna Romaniuk

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL MROCZEK BARTŁOMIEJ, Lublin, PL BUP 08/18

BADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH

Twój system fotowoltaiczny

Technologia produkcji paneli fotowoltaicznych

Koncepcja interfejsu energoelektronicznego dla mikroinstalacji prosumenckiej

B O O K E R I N F O 1

Ćwiczenie nr 3. Badanie instalacji fotowoltaicznej DC z akumulatorem

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów Wprowadzenie Rdzeń Cortex-M Rodzina mikrokontrolerów XMC

Elektromagnesy prądu stałego cz. 2

Zaopatrzenie i integracja technologii cleantech dla sektora publicznego i prywatnego. www on-eco pl

Fotowoltaika i sensory w proekologicznym rozwoju Małopolski

Podzespoły i układy scalone mocy część II

Historia elektrochemii

Przedsiębiorstwo. Klient. Projekt

Elektronika przemysłowa

PSPower.pl. PSPower MULTIFAL (Basic ; PV)

Przedsiębiorstwo. Klient. Projekt. Laminer. Wprowadź w Opcje > Dane użytkownika. Laminer

Przedsiębiorstwo. Projekt. Wyciąg z dokumentacji technicznej dla projektu Instalacja fotowoltaiczna w firmie Leszek Jargiło UNILECH Dzwola 82A UNILECH

Ćwiczenie 3 WPŁYW NASŁONECZNIENIA I TECHNOLOGII PRODUKCJI KRZEMOWYCH OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH NA ICH WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNE

Moduł Zasilacza Buforowego MZB-02

Q CELLS AKUMULATOR ENERGII SŁONECZNEJ Q.HOME+ ESS-G1

Podstawowe systemy zasilania

Elektromagnesy prądu stałego cz. 2

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

SPECYFIAKCJA LAMP SOLAR MOON

Regulator ładowania Steca Tarom MPPT MPPT 6000

Zarządzanie systemem rozproszonych źródeł i magazynów energii na przykładzie Centrum Energii Odnawialnej w Sulechowie

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-100RB

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-150RB

Przetwarzanie energii: kondensatory

LABORATORIUM Z PROEKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

Problematyka sieci miejscowej LIN

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-100RB-2

3D, Podłączona do sieci instalacja fotowoltaiczna (PV) Dane klimatyczne RZESZOW/JASIONKA ( )

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Instytut Elektrotechniki Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

System Solarne stają się inteligentniejsze

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych.

BADANIE POBORU ENERGII W UKŁADZIE ZAPŁONOWYM STOSOWANYM W JEDNOSTKACH BEZZAŁOGOWYCH

Symulacja generowania energii z PV

hei solar light TM Profesjonalny solarny system oświetlenia LED EcoSolar

SOLARNA. Moduły fotowoltaiczne oraz kompletne systemy przetwarzające energię słoneczną. EKOSERW BIS Sp. j. Mirosław Jedrzejewski, Zbigniew Majchrzak

PRZETWORNICA PAIM-240, PAIM-240R

PSPower.pl MULTIFAL. Najbardziej wszechstronne urządzenie do zasilania. Parametry Sposób pracy. v PSPower

Badanie wyspowej instalacji fotowoltaicznej

Magazyny energii, elektromobilność i uboczne korzyści magazynowania energii

Sensus((S))cout Radio Port Bluetooth V2

Elektrownie Słoneczne Fotowoltaika dla domu i firmy

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Przedszkole w Żywcu. Klient. Osoba kontaktowa: Dariusz ZAGÓL, Projekt

BADANIA EKSPERYMENTALNE HYBRYDOWEGO UKŁADU PV-TEG

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektroenergetyki Zakład Elektrowni i Gospodarki Elektroenergetycznej

Część 4. Zmiana wartości napięcia stałego. Stabilizatory liniowe Przetwornice transformatorowe

Zabezpieczenie akumulatora Li-Poly

Co to jest fotowoltaika? Okiem praktyka.

1. W gałęzi obwodu elektrycznego jak na rysunku poniżej wartość napięcia Ux wynosi:

Laboratorium ogniw paliwowych i produkcji wodoru

Baterie stacjonarne. Magazyn energii słońca i wiatru. Technologia. Oferta Sonnenschein Solar

Prąd elektryczny - przepływ ładunku

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-150RB-xx SPBZ

LABORATORIUM ELEKTRONIKA I ENERGOELEKTRONIKA BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW PROSTOKĄTNYCH I GENERATORÓW VCO

Podstawy budowy robotów

POWERSTOCC. Inwertery fotowoltaiczne

Przedsiębiorstwo. Projekt. Projekt instalacji fotowoltaicznej. P.H.U MARKUS-TEXI Sp.j. Osoba kontaktowa: Marek Drozdowski

1 105,07 PLN brutto 898,43 PLN netto

Transkrypt:

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Energy Harvesting (EH) technika pozyskiwania energii z otoczenia (samozasilanie) EH jest wykorzystywana do tworzenia autonomicznych, elektronicznych systemów z własnym zasilaniem pozyskiwanym z otoczenia, nie wymagających użycia baterii Największą wartością współczynnika gęstości energii charakteryzują się baterie słoneczne (źródła fotowoltaiczne) 15 mw/cm³, ale jest problem pochmurnych dni i nocy spadek do 10 μw/cm³ Drgania mechaniczne 300 μw/cm³ Siła wiatru Energia cieplna (gradient temperatury) Energia kinetyczna Energia gradientów zasolenia Energia elektromagnetyczna (liczne nadajniki RTV) 05-2016 Zygmunt Kubiak 2

Inne źródła energii: ruch fal urządzenia oceaniczne, ruch ramienia zegarki: energia gromadzona przez nawijanie sprężyny powrotnej lub ruch magnesu w cewce indukowanie SEM Źródła energii elektromagnetycznej: istniejące źródła RF i celowe źródła RF (w RFID) Ogniwo fotowoltaiczne (ang. Photovoltaic, PV): rozpowszechnione rozwiązania krzem amorficzny (ASI), nowe rozwiązania ogniwa słoneczne uczulane barwnikiem (ang. dyesensitized solar cell, DSSC, DSC lub DYSC) to cienkowarstwowe, przezroczyste ogniwa, w których główną rolę odgrywa barwnik (analogia liścia) trwają badania nad DSSC w ciałach stałych z wykorzystaniem perwoskitu; rekord prototypów sprawność 15% Utlenianie glukozy we krwi mikrobiologiczne ogniwa paliwowe - mogą one być wykorzystywane do zasilania wszczepianych urządzeń elektronicznych (np. rozruszniki serca, wszczepione biosensory dla diabetyków, wszczepione aktywnych urządzeń RFID, etc.) 05-2016 Zygmunt Kubiak 3

Bio-energy Harvesting m.in..wykorzystanie metabolizmu drzew Zmiana ciśnienia atmosferycznego np. do zasilania zegarów mechanicznych Moc ludzka sportowiec do ok. 300 Wh, dorośli 50-150Wh, zdrowy robotnik średnio 75 W przez 8h Energia biomechaniczna opaska na kolanie może dostarczyć moc ok. 2,5 W Polimery elektroaktywne (EAP) wysoka wydajność konwersji energii ocenia się, że masa układów opartych na EAP jest znacznie niższa niż opartych na materiałach piezoelektrycznych 05-2016 Zygmunt Kubiak 4

LTC3588-1 - Nanopower Energy Harvesting Power Supply Napięcie wyjściowe ustawiane cyfrowo: 1,8V, 2,5V, 3,3V, 3,6V Prąd wyjściowy do 100 ma Prąd spoczynkowy 950 na Napięcie wejściowe 2,7V do 20V 05-2016 Zygmunt Kubiak 5

LTC3588-1 - Nanopower Energy Harvesting Power Supply 05-2016 Zygmunt Kubiak 6

S6AE101A układ dla ogniw solarnych Układ do zasilania sensorów IoT oraz węzłów w sieci bezprzewodowych czujników http://www.elektroda.pl/rtvfor um/topic3078198.html#14939 061 Urządzenie widoczne na załączonej grafice to moduł węzła WSN (Wireless Sensor Node) składający się z ogniwa fotowoltaicznego 10x10mm, dwóch rezonatorów kwarcowych oraz układu Bluetooth Low Energy z ceramiczną anteną. Miniaturowym urządzeniem zarządza mikrokontroler z rdzeniem ARM Cortex-M0. Układ zaczyna pracować już przy 1,2µW energii zasilającej, która może zostać wygenerowana przez ogniwa solarne przy natężeniu 100lx. S6AE101A w trakcie spoczynku pobiera prąd rzędu 250nA. 05-2016 Zygmunt Kubiak 7

Przykład http://e2e.ti.com/blogs_/b/fullycharged/archive/ 2014/12/19/how-can-you-deliver-1w-powerfrom-a-10-mw-coincell?DCMP=fc&HQS=tlead-power-dcdc-pwralps-lpdc-myti-fullyc-20141219-en Zygmunt Kubiak 8

Bateria litowa LiSOCl2 charakteryzuje się długą żywotnością 15 lat i więcej Ma bardzo wysoką wydajność energetyczna (Wh /kg), ale nie jest w stanie dostarczyć prądu o wartości większej niż np.. 20mA Źle znoszą pracę przy wyższych prądach Na poprzednim slajdzie schemat blokowy przedstawia sprawdzoną koncepcję rozwiązania powyższego problemu zasilania z użyciem układu TPS62740 i superkondensatora co znacznie przedłuża życie baterii Kondensator ładowany jest z baterii niskim (kontrolowanym) prądem a sam może dostarczyć dużego prądu obciążenia Zygmunt Kubiak 9

W przykładowej aplikacji dla potrzeb węzła wm-bus przyjęto założenia: Napięcie baterii = 3,6V Prąd maksymalny baterii = 3 ma Czas transmisji = 200ms Moc transmisji = 1000mW Aby dostarczyć energii do transmisji wybrano kondensator 0,47F (murata EDLC typu DMF3Z5R5H474M3DTA0) ładowany tylko do 2,7V (trwałość ponad 15 lat) Uzyskano sprawność powyżej 90% Zygmunt Kubiak 10

Charakterystyki rozładowania baterii litowej LiSOCL2 Czas pracy do 15 lat i więcej Zygmunt Kubiak 11

Ładowanie kondensatora ze źródła napięciowego Zygmunt Kubiak 12

Zygmunt Kubiak 13

Większość czasu napięcie jest utrzymywane na 1.9V, aby zminimalizować straty mikrokontrolera oraz innych prądów upływu w aplikacji (faza 1) Zygmunt Kubiak 14

Przed bezprzewodową transmisją danych, kondensator jest naładowany do 2.7V (faza 2) Zygmunt Kubiak 15

Podczas transmisji zmagazynowana energia w kondensatorze jest pobierana - spadek napięcia do 1.9V (faza 3) Zygmunt Kubiak 16

Przykładowy pobór prądu w inteligentnym czujniku bezprzewodowym ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 1/2012 Zygmunt Kubiak 17

Japońskie linie lotnicze, Japan Airlines zainstalowały 13 nadajników BLE (BLE Beacons), które nie wymagają baterii. Dzięki technologii firmy Spansion, opartej o układy scalone zarządzające energią (PMIC), które zbierają energię z otoczenia nadajniki te w teorii nie będą wymagać nigdy ładowania ani baterii. Zygmunt Kubiak 18

Porównanie przetworników Energy Harvesting http://www.psma.com/html/newsletter/q2 _2012/page8.html Zygmunt Kubiak 19

Porównanie przetworników Energy Harvesting http://www.psma.com/html/newsletter/q2 _2012/page8.html Zygmunt Kubiak 20

Porównanie przetworników Energy Harvesting http://www.psma.com/html/newsletter/q2 _2012/page8.html Zygmunt Kubiak 21

Małe ogniwa fotowoltaiczne ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 4/2016 Zygmunt Kubiak 22

Zygmunt Kubiak 23

Dziękuję Zygmunt Kubiak 24 09-200 6