Energy Harvesting - EnOcean: Automatización inalámbrica sin baterías

[jfmateos2]

Me ha gustado este proyecto: http://en.wikipedia.org/wiki/EnOcean
Que obtiene la energía que necesita para operar la electrónica de la propia actuación mecánica de las personas sobre el pulsador (energy harvesting)

[jfmateos2]

Parece ser que esta compañía comercializa un conversor DC-DC capaz de funcionar con sólo 10mV a la entrada.

De este modo pueden, por ejemplo, extraer energía de una celda peltier, con tan sólo un grado de diferencia entre la cara fría y la caliente.

Otras formas curiosas de "robar" energía:

* Un árbol cuyas hojas son piezoeléctricos capaces de convertir la energía del viento en eléctrica: http://www.voltsxamps.com/?p=644
* Obtener energía de las raíces de los árboles sin dañarlos: http://voltreepower.com/products.html
* Generar energía a partir de las vibraciones (helicópteros, trenes, bombas de agua, ...): http://www.bristol.ac.uk/news/2009/6725.html bien a partir del efecto piezoeléctrico o bien del electromagnético: http://www.vibes.ecs.soton.ac.uk/piezogen.htm
* Los japoneses hasta se plantean "robarnos" la energía que empleamos para hacer girar los "tornos" de acceso a las estaciones de metro: http://www.treehugger.com/files/2006/08/japan_ticket_gates.php

Me pregunto si sería posible adaptar un mechero piezoeléctrico a una puerta o ventana y conseguir que el esfuerzo que realizamos al abrirlos generase energía suficiente para alimentar un sensor de alarma que indicase que la puerta se ha abierto (imagino que no porque es mucha tensión y poca corriente), o incluso de un micrófono piezoeléctrico que extrayese energía del ruido (http://www.edn.com/contents/images/6541379.pdf)

[Nocturno]

Ideas increíbles. Gracias por publicarlo, Juanfe

[jfmateos2]

Pues resulta que el señor de la idea del buzzer piezoeléctrico es español, por más señas cántabro, y ha ganado el tercer premio de TI para promocionar el bajísimo consumo de sus uC gracias a un diseño en el que conecta en serie 5 plantas para obtener 3.3V y así crear un cronómetro.
No se lo creen, pues miren el vídeo:

http://www.designmsp430.com/displayVideo.aspx?id=29e378ef-e65b-4e79-8dfa-91dc8e84dbe3

Una entrevista a Carlos Cossio: http://www.designmsp430.com/displayVideo.aspx?id=29e378ef-e65b-4e79-8dfa-91dc8e84dbe3

De hecho parece que está publicado incluso en la Nuts and Volts de septiembre: http://www.nutsvolts.com/index.php?/magazine/article/flower_power/

Y leyendo este artículo descubro que se trata sólo de pinchar un alfiler en la planta y otro en el suelo, y conectar las plantas en serie (deben estar en tiestos separados) para obtener 3.3V. La planta en cuestión es una "crassula arborescens" o "Árbol de jade"

[manwenwe]

Esto del energy harvesting está muy de moda. De hecho es muy intereasante y creo que tiene mucho futuro. Hay muchos "cacharros" que funcionan con pilas donde las pilas acaban sulfatadas por el desuso: sería más útil eliminar las baterias y/o sustituirlas por condensadores/supercondensadores utilizando alguna fuente de recolecta de energía.

Mi "gadget" preferido de energy harvesting es una "alcachofa" de ducha con leds que cambian de color según la temperatura del agua: la electrónica se alimenta de una dinamo movida por el agua de la ducha.

Microchip acaba de sacar un kit de energy harvesting. Pero parece un poco caro: 1500$.

Saludos

[manwenwe]

Me ha gustado este proyecto: http://en.wikipedia.org/wiki/EnOcean
Que obtiene la energía que necesita para operar la electrónica de la propia actuación mecánica de las personas sobre el pulsador (energy harvesting)

Estuve hablando con ellos en Electronica-Munich: tienen "cacharros" super interesantes. Lo malo es que hoy por hoy sale algo caro: el pulsador sale por 3-5euros para pequeños pedidos. A parte está la placa electrónica que se encarga de almacenar y devolver la energía: básicamente un condensador electrolítico para "bajas y medias" y uno de tántalo para "altas". Esta no pregunté cuanto valía.

Más interesante incluso que el módulo pulsador eran otros dos que tenían para generar energía por diferencia de temperatura. Uno alimentaba un chip "pequeño" extrayendo energía del disipador de un chip "más grande". La otra recolectaba energía extrayendo calor del propio cuerpo humano. No entendí muy bien como funcionaban pero creo que tenía que ver con celulas peltier...aq es probable que me equivoque XD

Saludos!

[gera]

Muy interesante. No tenia idea q existian estas cosas

[jfmateos2]

manwenwe, 3-5 euros qué quiere decir ¿35 euros? Porque si son entre 3 y 5 euros me parece que está tirao.

Sí, los chismes de calor funcionan con celdas de peltier, pero el secreto es un step-up converter capaz de funcionar desde 20mV, que venden como un producto único aunque en realidad también lo tiene Linear: http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1031,C1060,P90287

[manwenwe]

manwenwe, 3-5 euros qué quiere decir ¿35 euros? Porque si son entre 3 y 5 euros me parece que está tirao.

Sí, los chismes de calor funcionan con celdas de peltier, pero el secreto es un step-up converter capaz de funcionar desde 20mV, que venden como un producto único aunque en realidad también lo tiene Linear: http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1031,C1060,P90287

Sí son entre 3 y 5 euros. Pero no es tan barato dependiendo de la aplicación. En mi caso lo que busco es quitar las pilas AAA de un dispositivo cuyo coste de producción es menor a esos 3 euros: si el sistema no tiene un precio similar al de las baterías... no me es rentable. De todas formas la gente de EnOcean me comentó que ahí como en todo: si compras 1millon de unidades el precio baja mucho.

[jfmateos2]

En este artículo hablan un poco más sobre cómo obtener electricidad del viento a través de piezoeléctricos:http://news.discovery.com/tech/wind-vibrations-turned-into-electricity.html

Las piezas que se ven son simples trozos de poliestireno.

Realmente la energía de las vibraciones es tremenda, capaz de zarandear puentes de hormigón o de provocar terremotos... si pudiese aprovecharse esa energía sería un sueño porque la energía eólica requiere equipos enormes para su producción (aunque el precio por kW está próximo ya al de las energías fósiles) pero, como dice el artículo, instalar paneles solares sigue siendo un acto de altruismo (por su baja eficiencia y alto coste).

El artículo original: http://www.news.cornell.edu/stories/May10/VibroWind.html

[tapi8]

Si, la eolica si es una realidad, ya es rentable casi sin primas (subvenciones), los eolicos de ultima generacion aprovechan el viento a tope, basados en la inclinacion de les aspas, y complementando la velocidad o reduciendola con variadores de velocidad.
estos dias lei que un eolico de hoy en dia es capaz de producir lo que 112 eolicos de hace 10 años, pero todo lleva su tiempo y lo de las vibraciones sera rentable dentro de unos años... ya veremos

[jfmateos2]

Un documento sobre el árbol generador de energía que están desarrollando los de Cornell: http://ccsl.mae.cornell.edu/sites/default/files/SMASIS2009_LI.pdf

[jfmateos2]

En esta empresa aprovechan el efecto de flameo (fluttering) para generar electricidad a escala micro, media y grande: http://www.humdingerwind.com/

También es accesible para diyuistas: http://www.instructables.com/id/Windbelt-Redux--21st-Century-Micro-Power-Generatio/

[jfmateos2]

En el proyecto hijack (http://eecs.umich.edu/~prabal/projects/hijack/) directamente intentan extraer energía de la salida de audio de un teléfono móvil. No veo la ventaja de este sistema, pues si ya tienes el teléfono móvil me parece más eficiente intentar acceder directamente a su batería... pero dejemos esto a un lado.

Lo interesante del asunto es cómo a partir de los escasos 200mV (muy por debajo de la excitación de un semiconductor) consiguen crear una tensión de 3V con una eficiencia del 47% gracias a un micro-transformador. Lo explican aquí: http://www.eecs.umich.edu/~prabal/pubs/papers/kuo10hijack-islped.pdf

Este mismo método puede ser de utilidad para otros métodos de harvesting en los que las tensiones que se obtienen son muy bajas.

[Leon Pic]

wow, no sabía de esto.
La verdad que es muy interesante la forma en que generan electricidad.