- 能量采集技術的革新(科技大觀)
- 來源：人民日報 發表于 2011/2/9
一般認為，引發當今能量采集技術發生基礎性變革的主要因素，是無線與低功耗電子器件的發展，以及傳感器、微電子機械能量系統（MEMS）等組件的不斷進步。另一方面，建筑物監控、測量工具以及專門監測建筑物結構狀態的所謂“永久性裝置”，需要微型能量采集技術，也催生了這個市場。
由于能量采集技術廣泛而多樣，還有很多應用尚待發現，因此很難估計整個市場規模究竟有多大。目前，人們對微型能量采集技術市場的考察一般集中于該技術明確可替換電池的細分市場。美國市場調查公司Darnell Group的統計數據顯示，到2012年，將有22億個能量采集器與薄膜電池投入使用。汽車、家電、醫療、軍事以及航天等領域的能量采集應用市場將從2008年的1350萬套增長到2013年的1.641億套。
未來10年將是該技術實現爆發式增長的關鍵時期，它的應用范圍也將不斷擴大。據英國IDTechEx公司預測，能量采集技術的應用范圍將遍及消費性電子、軍事、航天、保健、石油與天然氣、建筑、大眾運輸等市場。它在飛機制造、個人健康監視系統以及防盜檢測系統等領域的應用，將形成一個規模可達數十億美元的市場。另外，它在新興應用方面也取得了良好進展，如德國Fraunhofer集成電路研究院開發了一個基于半導體的熱力發電機，它能將溫差轉換成電能。該設備可以佩戴在身上，用人體的熱量作為能量來源，并為植入身體的醫療健康設備提供電力。IMEC荷蘭分部也在研究一個利用壓電效應的能量采集設備，該設備能將機械振蕩轉換成大約40毫瓦的能量。
迄今為止，成功將能量采集技術商用化的領域包括，宇宙飛船中的太陽光電裝置、道路設備、手表、光開關和消費性產品等。可用于大眾的大規模應用，則包括無線傳感器網絡、手機和筆記本電腦電池以及為欠發達國家提供幾乎免費的電力和照明等。
在眾多的應用中，哪些是能量采集技術的最佳應用呢？答案不是唯一的，一些人認為是智能建筑和智能監測；另一些人則認為是植入人體的醫療傳感器。也許未來的發展將證明，能量采集技術的最佳應用是它與無線組件或傳感器的結合。
能量采集并非全新的創意，多年前就有人發明了由運動產生能量的手表。從廣義上講，能量采集包括各種能源來源，比如動能（風、波、重力、振動等）、電磁能（光、電磁波等）、熱能（太陽熱能、地熱、溫度變化、燃燒等）、原子能（原子核能、放射性衰變等）或生物能（生物燃料、生物質能等）。
但是，當電子電路的能量消耗從毫瓦級降至微瓦級時，一個嶄新現象出現了：為電路提供能量不再需要電網或電池，而是利用周圍的各種環境能源，如人們身邊微小的振動、光、熱和電磁波等。能量采集技術的變化產生了廣泛而深遠的影響，其早期應用，是在機械裝置和車輛上廣泛使用的、通過振動提供能量的無線傳感器。由于不再需要電池，這種傳感器沒有必要再進行維護。
一般認為，引發當今能量采集技術發生基礎性變革的主要因素，是無線與低功耗電子器件的發展，以及傳感器、微電子機械能量系統（MEMS）等組件的不斷進步。另一方面，建筑物監控、測量工具以及專門監測建筑物結構狀態的所謂“永久性裝置”，需要微型能量采集技術，也催生了這個市場。
由于能量采集技術廣泛而多樣，還有很多應用尚待發現，因此很難估計整個市場規模究竟有多大。目前，人們對微型能量采集技術市場的考察一般集中于該技術明確可替換電池的細分市場。美國市場調查公司Darnell Group的統計數據顯示，到2012年，將有22億個能量采集器與薄膜電池投入使用。汽車、家電、醫療、軍事以及航天等領域的能量采集應用市場將從2008年的1350萬套增長到2013年的1.641億套。
未來10年將是該技術實現爆發式增長的關鍵時期，它的應用范圍也將不斷擴大。據英國IDTechEx公司預測，能量采集技術的應用范圍將遍及消費性電子、軍事、航天、保健、石油與天然氣、建筑、大眾運輸等市場。它在飛機制造、個人健康監視系統以及防盜檢測系統等領域的應用，將形成一個規模可達數十億美元的市場。另外，它在新興應用方面也取得了良好進展，如德國Fraunhofer集成電路研究院開發了一個基于半導體的熱力發電機，它能將溫差轉換成電能。該設備可以佩戴在身上，用人體的熱量作為能量來源，并為植入身體的醫療健康設備提供電力。IMEC荷蘭分部也在研究一個利用壓電效應的能量采集設備，該設備能將機械振蕩轉換成大約40毫瓦的能量。
迄今為止，成功將能量采集技術商用化的領域包括，宇宙飛船中的太陽光電裝置、道路設備、手表、光開關和消費性產品等。可用于大眾的大規模應用，則包括無線傳感器網絡、手機和筆記本電腦電池以及為欠發達國家提供幾乎免費的電力和照明等。
在眾多的應用中，哪些是能量采集技術的最佳應用呢？答案不是唯一的，一些人認為是智能建筑和智能監測；另一些人則認為是植入人體的醫療傳感器。也許未來的發展將證明，能量采集技術的最佳應用是它與無線組件或傳感器的結合。
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