能源擷取技術 Energy Harvesting

04 / 18 . 2016
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不可思議的體溫發電 「獵能技術」留住你的溫度

11-工研院資通所_能源擷取技術Energy Harvesting

用體溫也能發電,只要將手掌放在晶片上就能點亮LED,體溫愈高,LED就愈亮!這是如何辦到的呢?原來只要有一個熱電晶片就搞定!熱電晶片的一端因熱造成內部分子位移,在移動運作產生電能,轉化為可用的電力,當晶片二端溫差愈大,發電效率就會愈高喔!

這麼有趣的技術,工研院稱它為「獵能技術」。利用超低電壓轉能晶片蒐集廢熱能源,不僅可取代電池用在方便攜帶的手電筒及雷射筆,也可以作成智慧型穿戴式裝置上的充電電源。另外像汽機車的排氣管溫度很高,用熱電晶片也能將這些不用的廢熱轉成電能,減少油耗及降低排放的廢氣;或是將工廠生產時所產生熱能,尤其在300度以下,難以回收的廢熱,都可用獵能技術轉成電能做為工廠照明。

工研院在經濟部技術處科技專案支持下,開發出的「獵能技術」,利用體溫與室溫的落差產生微小功率,除了具有一般熱電技術性能外,其主要特性就在於可以針對常溫下,例如運用人體皮膚與環境的溫差來發電,大幅提高「熱溫差發電」的範圍及可能性,就算是只有微量的電,也能夠轉換並加以利用。

在戶外不易取得電力的環境中,更可發揮「獵能技術」的關鍵效果。例如使用在運動時的生理監測裝置上,一方面藉由身體的散熱轉換為電力,同時還可驅動裝置來偵測心跳、血壓等生理狀況,以達到記錄、警示與通訊…等功能。低於攝氏120度的工作機台上也可應用「獵能技術」,搭載感測器裝置,得以監控設備,避免損壞而影響產能,對於降低溫室效應、改善環境也很有幫助。

在這能源收集晶片中,還搭配了最重要的最大功率追蹤演算功能,透過輸出電壓的偵測,即時將熱電的轉換效率控制在最佳操作點,以產出最多電能、達到最佳輸出功率。同時在能源收集晶片的設計上,也為了避免晶片本身的耗電過大、將所發的電力用罄,因此研發以最簡單的電路實現複雜的電路功能,以及低功耗特性,達成世界最小的晶片體積。