类型和基本的能量收集技术或方法|热电，压电，光伏，热释电，电磁，风，振动
本页涵盖能量收集技术和能量收集材料的类型和基础知识。能量收集技术包括热电能量收集、光伏能量收集、压电能量收集、热释电能量收集、射频或无线或电磁能量收集、风能收集、振动能量收集等。
定义:通过从环境资源(如太阳能、风能、热波和电磁波)中获取能量来为嵌入式系统供电的方法被称为能量收获．能量收集的目的是增加现场节点和设备的寿命。它有助于充电电池，传统和超级电容器的现场充电。
常见的能量收集系统包括汽车胎压监测器、无线气象站、植入式医疗设备、交通警报标志、火星探测器、WSN(无线传感器网络)节点、IoT(物联网)设备等。
能量收集装置有两个设计目标。
•选择非常低功耗的电子产品
•有效地收集和储存能量
以下是能量收集装置的三个主要组成部分。
•能源:有各种各样的能源。任何一种都可以用于能量收集系统。使用的能源有风能、太阳能、电磁波、热能等。
•能量收集集成电路:该集成电路将环境能量转换为一些可以存储在能量存储设备中的能量。例如机械应力转化为电信号，温差转化为电压等。
•能量存储:有不同的方式可以存储能量，包括可充电电池，传统电容器，超级电容器等。超级电容器具有体积小、效率高、容量大等特点。
•其他组件包括存储器、执行器、通信接口、传感器、处理和控制设备，如微控制器等。
热电能量收集|光伏能量收集
➨功能:利用周围的太阳能量，将材料上的温差转换为等效的电压或电流。晶体两侧的温度差(即一个较热，另一个较冷)在晶体器件上产生电压。温差不变时，电压稳定。
任何光源都可以用来产生看不见的小能量。例如，人造光产生60Hz的信号和光子。太阳通过太阳辐射产生能量。
光伏设备通常是用硅制造的。它们把太阳辐射转换成电流。
热电能量收集/收获机的例子:
•配备了这种能量收集系统的汽车、卡车和卡车将节省大量燃料。
压电能量收集
➨功能:将机械应力转换为电信号。
由于机械应变的作用，电荷积聚在固体材料中。与此相反，由于电场的作用，这种固体材料也会产生机械应变。压电能量收集的常见来源有低频振动、噪声、人体运动等。这些源可以通过压电材料收集。
热电能量收集/收获机的例子:
•压电地砖
•汽车轮胎压力传感器或监视器
•无电池远程控制
热释电能量采集
➨功能:将温度变化转化为等效电荷。
当晶体材料的温度发生变化时，就会产生电荷。当温度保持恒定时，不产生电荷。这种方法用于某些传感器。
射频/无线/电磁能量收集
➨功能:将各种辐射源(如电视、无线电、蜂窝基站)发射的电磁波中可用的能量转换为等效的电流。这种方法利用蜂窝基站、卫星、电视和无线电广播电台辐射产生的环境电磁波。该射频采集器将射频能量转换为直流能量进行存储。它使用匹配电路和整流电路来做到这一点。
请参考射频能量收集系统获取更多信息。
风能收集|振动能量收集
➨功能:将振动能量转换为电信号。它也可以包括风能。振动的能量取决于振幅和频率。收获装置的质量相当于振动质量。
我们知道振动通常是由基频数及其谐波组成的。这种现象以不同的方式被用来将振动能量转换成电的形式。方法包括压电转换(常用材料有PZT、BaTiO3、PVDF等)、静电转换(使用平行板电容器)和电磁转换(使用磁场和线圈)。