Чип контролирует сразу три источника энергии

Исследователи из Массачусетского технологического института создали чип, который способен контролировать поток электрической энергии сразу трех ее источников – светового, теплового и вибрационного. Его применение, например, в системах контроля электропитания портативных биомедицинских устройств (кардиостимуляторы, глюкометры и другие) поможет повысить надежность их работы.

Новая разработка ученых помимо применения в биомедицинских устройствах позволяет строить небольшие энергетические установки, включающие не два, а целых три совершенно отличающихся по электрическим параметрам источника альтернативной энергии. Казалось бы, в этом ничего сложного нет – путем изменения программы, записываемой в чип можно контролировать хоть десяток источников энергии. Однако не все так просто. Дело в том, что каждый альтернативный источник имеет свои индивидуальные параметры (ток, напряжение, мощность, время работы). Без очень сложной схемы управления объединить их в одну систему крайне сложно. А еще сложнее обеспечить стабильность работы такой системы. Один из источников – тепловой – использует разность между температурой тела и внешней среды. Второй, состоящий из пьезоэлектрических элементов, для выработки электрического тока использует вибрацию, возникающую при движении. Третий – ставшая уже достаточно популярной, солнечная батарея.

К примеру, тепловой источник вырабатывает напряжение, равное всего лишь 0,02 – 0,15 В. Вибрационный – до 5 В. Фотоэлектрический (солнечный элемент) – 0,2 – 0,7 В. Даже невооруженным глазом виден значительный разброс лишь в одном электрическом параметре. Объединить их в одно целое – не такая уж и простая задача. Но ученым из Массачусетского университета это удалось, используя всего лишь один чип.

Во-первых, сам чип получился очень энергоэффективным, что позволяет ему оставаться в работе, даже когда функционирует лишь тепловой источник энергии (самый маломощный). Во-вторых, чип использует совершенно новый алгоритм организации работы энергетической системы. Все работающие сейчас установки и отдельные элементы работают по принципу хранения (в аккумуляторных батареях) и последующего использования электрической энергии. Новый чип может подавать питание потребителям, как через систему хранения, так и в обход ее.

Уникальность этой разработки, по мнению ученых, не вовлеченных в проект в том, что новый чип позволяет собирать энергию сразу с нескольких ее источников. Это делает всю энергетическую систему более устойчивой к сбоям и более эффективной в плане мощности вырабатываемой электрической энергии.