Alimentarea dispozitivelor wireless prin baterii

by donpedro

Datorită performanţelor dovedite pe termen lung şi capabilităţii de a oferi până la 40 de ani de serviciu fără întreținere, tehnologia LiSOCl2 este o alegere bună pentru alimentarea dispozitivelor comandate de la distanţă în condiţii extreme de mediu şi aflate în locații inaccesibile.
Tehnologia LiSOCl2 poate fi, de asemenea, modificată pentru a furniza impulsuri ridicate de curent necesare pentru a răspunde cererii tot mai mari în ambele sensuri ale comunicației la distanță.

Noțiuni de bază pentru energia furnizată

Există două tipuri de bază de dispozitive care furnizează energie: cele care produc energie, inclusiv celulele solare și dispozitivele Peltier; și cele care pot crea “explozii” de energie precum dinamuri și dispozitive piezoelectrice. Cel mai comun tip sunt sistemele fotovoltaice sau celulele solare, care convertesc lumina soarelui în energie electrică, utilizarea acestei tehnologii fiind în principal limitată pentru aplicații industriale mai mari datorită cheltuielilor pe termen lung, problemelor de întreținere, precum și dependenței de lumina soarelui. Celulele solare de obicei, necesită baterii reîncărcabile pentru a stoca energia captată.
O altă formă interesantă de sursă de energie o reprezintă dispozitivele de încărcare ce pot înmagazina cantități mici de ener­gie RF de la emițătoare și/sau diverse semnale din domeniul ISM (industrial/scientific/medical), stocarea acestor cantități mici de energie fiind făcută în supercapacitori sau acumulatori. Această tehnologie este cea mai potrivită pentru anumite aplicații low-power. Dispozitivele Peltier pot crea tensiuni electrice dacă există diferențe de temperatură de cel puțin 5°C între cele două feţe ale unui obiect. Aceste sisteme se bazează pe mediul înconjurător ca sursă de energie și necesită de obicei baterii sau supercapacitori. Dinamurile folosesc mișcarea mecanică pentru a crea energie electrică. Dacă sunt supradimensionate, aceste dispozitive pot genera exces de energie, care trebuie să fie consumată.
Dispozitivele piezoelectrice crează energie electrică prin producerea de tensiune mecanică. Aşadar, dispozitivele piezoelectrice trebuie să fie construite robust pentru a evita deteriorarea în timp cauzată de uzură.

Identificarea soluţiei ideale privind gestionare a energiei

Dispozitivele de producere a energiei nu sunt concepute pentru a oferi impulsuri de energie de care au nevoie senzorii la distanță de colectare sau de transport date. În cele mai multe cazuri, aceste dispozitive utilizează baterii reîncărcabile pentru a stoca energia și furnizarea de impulsuri scurte de putere. Cele mai populare baterii reîncărcabile utilizate sunt celulele litiu-ion.

Această tehnologie este verificată și ușor disponibilă, dar are multe dezavantaje: celulele Li-ion nu pot fi utilizate la temperaturi sub 0° sau mai mari de +60°C, au un nivel foarte mare de descărcare, iar ratele (aproximativ 60% pe an) și viața lor de funcționare sunt limitate la 5 ani sau 1000 de cicluri.
Celulele Li-ion au fost concepute în principal pentru utilizarea în aplicaţii portabile comerciale şi nu pentru comanda de la distanță, a dispozitivelor industriale.
TADIRAN a răspuns la cerințele de stocare a energiei prin dezvoltarea unei noi tehnologii Li-ion numită seria TLI, care oferă următoarele îmbunătățiri (pe lângă celulele LiIon convenționale):

• Temperatură de funcționare mai mare (-40° la 85°C, cu stocare de până la 90°C)
• Capacitatea de a furniza curent mare în impulsuri (până la 5A pentru celulele AA)
• Rată redusă anuală de auto-descărcare de gestiune (mai puțin de 5%)
• De până la cinci ori mai multe cicluri de viață (5.000 de cicluri complete)
• Durată de operare de 10 ani
• Încărcare posibilă la temperaturi extreme (rata de 10 de ore)
• Sigiliu de sticlă-metal (în loc de sigilii ondulate, care sunt predispuse la scurgere)

Elementele de bază ale tehnologiei LiSOCl2

Între diferitele baterii chimice disponibile pentru utilizarea pe termen lung în

dispozitive cu comandă la distanță fără fir, cele de tip bobină LiSOCl2 sunt preferate de majoritatea covârșitoare a utilizatorilor datorită densității mari de energie la nivelul domeniului de temperaturi de func­ţionare şi a ratei de auto-descărcare mică.
Bateriile LiSOCl2 tip bobină au un record dovedit de succesele în aplicații fără fir, în primul rând implementate la începutul anilor 1980 de către Aclara (anterior Hexagrama) în prima generație de automate de citire a contoarelor (AMR). În timp ce acestea sunt acum înlocuite, ele au continuat să funcționeze pentru mai mult de 28 de ani pe baterii originale Tadiran. Bateria LiSOCl2 tip bobină are o rată de auto-descărcare anuală de aproximativ 0,75%/an, permițând bateriei să rețină aproximativ 70% din capa­ci­tatea sa inițială după 40 de ani de auto-descărcare. Cu toate acestea, mărci concurente pot oferi rate de auto-descărcare de la 2,5% la 3% pe an, permițând doar 70% din capacitatea inițială pentru a fi păstrată după 10 ani. Rata de auto-descărcare este crucială pentru performanța bateriei, deoarece poate fi mai mare decât cantitatea totală de energie consumată de dispozitiv.

Articol preluat din ELECTRONIC PRODUCTS
www.electronicproducts.com (APRILIE 2013)

S.C. ROCCAS ICCP S.R.L.

Şos. Pantelimon 10-12, Et. 6, Sector 2, Bucureşti
Tel.: + 40 (0) 21 252.89.90;
Fax: + 40 (0) 21 252.77.47
roccas@roccas.ro;
www.roccas.ro

S-ar putea să vă placă și