RF Energy Harvesting in WSNs

As a vital factor affecting system cost and lifetime, energy consumption in wireless sensor networks (WSNs) has been paid much attention to. This article reviews existing energy harvesting technology applied in WSNs, and analyzes advantages of harvesting radio frequency (RF) energy in WSNs.

Energy saving in intelligent buildings - via energy harvesting in wireless sensor networks

Wireless sensor networks (WSNs) have been widely used in pervasive systems such as intelligent buildings. As a vital factor of product cost, energy consuming in WSN has been focused upon, but only via energy harvesting can the problem be overcome radically. This article presents a new approach to harvesting electromagnetic energy for WSN from useless radio frequency (RF) signals transmitted in WSN, with a quantitative analysis showing its feasibility.

Radio frequency energy harvesting in wireless sensor networks

As a vital factor affecting system cost and lifetime, energy consumption in wireless sensor networks (WSNs) has been paid much attention to. This article presents a new approach to making use of electromagnetic energy from useless radio frequency (RF) signals transmitted in WSNs, with a quantitative analysis showing its feasibility. A mechanism to harvest the energy either passively or actively is proposed.

Hartman-Grobman decomposition when in presence of jumps in the relative degree of the dynamics in an energy harvesting device

This work deals with the nonlinear piezoelectric coupling in vibration-based energy harvesting, done by A. Triplett and D.D. Quinn in J. of Intelligent Material Syst. and Structures (2009). In that paper the first order nonlinear fundamental equation has a three dimensional state variable. Introducing both observable and control variables in such a way the controlled system became a SISO system, we can obtain as a corollary that for a particular choice of the observable variable it is possible to present an explicit functional relation between this variable one, and the variable representing the charge harvested. After-by observing that the structure in the Input-Output decomposition essentially changes depending on the relative degree changes, presenting bifurcation branches in its zero dynamics-we are able in to identify this type of bifurcation indicating its close relation with the Hartman - Grobman theorem telling about decomposition into stable and the unstable manifolds for hyperbolic points.

Potential Application in Energy Harvesting of Intermodal Energy Exchange in a Frame: FEM Analysis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Design methodology of piezoelectric energy-harvesting skin using topology optimization

Abstract This paper describes a design methodology for piezoelectric energy harvester s that thinly encapsulate the mechanical devices and expl oit resonances from higher- order vibrational modes. The direction of polarization determines the sign of the pi ezoelectric tensor to avoid cancellations of electric fields from opposite polarizations in the same circuit. The resultant modified equations of state are solved by finite element method (FEM). Com- bining this method with the solid isotropic material with penalization (SIMP) method for piezoelectric material, we have developed an optimization methodology that optimizes the piezoelectric material layout and polarization direc- tion. Updating the density function of the SIMP method is performed based on sensitivity analysis, the sequen- tial linear programming on the early stage of the opti- mization, and the phase field method on the latter stage

Progetto di un convertitore di potenza autonomo per applicazioni di energy harvesting per radiofrequenza

Progetto di un circuito convertitore di potenza ottimizzato per essere alimentato da un antenna a RF in grado di estrarre potenza dalle bande a 900Mhz, 1750 MHz e 2450 MHz

Valutazioni di efficienza energetica per sistemi di energy harvesting piezoelettrico

Questa tesi presenta considerazioni sull'efficienza energetica di circuiti di conversione di potenza da trasduttori piezoelettrici attivati in maniera sincrona con le vibrazioni. Viene valutato l'effetto dell'inversione della carica elettrica residua al termine di ogni ciclo di conversione e viene analizzata un'architettura a due stadi sviluppata dall'Università di Bologna in grado di garantire una migliore efficienza, particolarmente idonea alla carica di supercondensatori. Le valutazioni sono state effettuate mediante simulazioni circuitali e gli schemi analizzati offrono incrementi significativi di prestazioni, maggiormente evidenti con vibrazioni di bassa intensità.

Energy harvesting da trasduttori piezoelettrici mediante estrazione di carica quasi-sincrona

In questo documento è stata proposta una soluzione per l'estrazione di carica da un trasduttore piezoelettrico mediante un circuito di conversione quasi-sincrono. Il trasduttore piezoelettrico può essere considerato un ottimo dispositivo per convertire l’energia derivante dalle vibrazioni; la soluzione proposta di estrazione di carica in maniera quasi-sincrona permette un processo di energy harvesting con prestazioni nettamente migliori rispetto al caso di conversione sincrona per casi di trasduttori fortemente accoppiati.

Progetto di un convertitore flyback sincrono per applicazioni di energy harvesting piezoelettrico

In questo elaborato è stata trattata la caratterizzazione tramite simulazioni e prove in laboratorio di un circuito in grado di estrarre e accumulare energia elettrica, la quale viene generata da vibrazioni meccaniche tramite l'uso di dispositivi piezoelettrici. Partendo da una tipologia di circuito già esistente è stata studiata una variante nel sistema di conversione dell'energia, in questo caso il convertitore implementato è un convertitore di tipo flyback. Dopo aver studiato il circuito in dettaglio, è stata realizzata una prima simulazione circuitale mediante software Ltspice. Sono stati quindi analizzati gli andamenti delle tensioni di uscita e di ingresso durante il processo di carica della capacità, applicando in ingresso differenti tensioni. Infine i dati ottenuti sono stati elaborati in un foglio elettronico per poter ricavare l'andamento del rendimento.

Valutazioni energetiche per circuiti di energy harvesting da linee elettriche

viene stimata la fattibilità di sistemi di energy harvesting dedicati alle linee elettriche con particolare riferimento a modelli capacitivi e vengono analizzati energeticamente due soluzioni circuitali per alimentare un carico.