Επισκόπηση των παθητικών ηλεκτρομαγνητικών συστημάτων συλλογής και παραγωγής ενέργειας με εφαρμογές

Μανωλιάς, Δημήτριος

Overview of passive electromagnetic energy harvesting and generation systems with applications

Διπλωματική εργασία

Author

Μανωλιάς, Δημήτριος

Date

2022-10-11

Advisor

Papakitsos, Evangelos

Διπλωματική εργασία (1.751Mb)

Keywords

Παθητικά ηλεκτρομαγνητικά συστήματα ; Συλλογή ενέργειας ; Παραγωγή ενέργειας ; Συγκομιδή ενέργειας

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η επισκόπηση των παθητικών ηλεκτρομαγνητικών συστημάτων συλλογής και παραγωγής ενέργειας με εφαρμογές σε διάφορους τομείς. Αρχικά, μελετάται η πηγή και κατανομή της ενέργειας του ανθρωπίνου σώματος με τις πρόσφατες εξελίξεις της τεχνολογίας. Επιπλέον, συζητούνται οι διάφοροι τρόποι συγκομιδής ενέργειας από το ανθρώπινο σώμα, όπως η θερμοηλεκτρική, πυροηλεκτρική γεννήτρια και της σύγκρισης μεταξύ τους. Σε επόμενο κεφάλαιο θίγεται ο τομέας των οικοδομικών έργων και για τους διάφορους τρόπους συλλογής ενέργειας με ένα ευρύ πλήθος τρόπων, όπως τη συλλογή της ηλιακής ενέργειας, της θερμοηλεκτρικής γεννήτριας και τη συλλογή της πιεζοηλεκτρικής, καθώς και της ηλεκτρομαγνητικής τεχνολογίας, η οποία αποτελεί ένα από τα σύγχρονα εργαλεία για την συλλογή ενέργειας. Επίσης, σε επόμενη ενότητα αναφέρονται οι μέθοδοι για κτήρια καθαρής μηδενικής ενέργειας. Δηλαδή, μελετώνται στρατηγικές αναζήτησης και κριτήρια ελέγχου. Ακόμη, αναφέρονται και στρατηγικές μείωσης της χρήσης ενέργειας σχεδιασμού κτηρίου (παθητικός σχεδιασμός). Ακόμη, γίνεται αναφορά και σε περαιτέρω μέτρα ενεργειακής απόδοσης. Επιπρόσθετα, μελετάται ο χώρος των αισθητήρων και συστήματα παθητικής ετικέτας RFID που βασίζονται σε κεραία για εφαρμογές παρακολούθησης δομικής υγείας, όπως επίσης και σύγχρονα συστήματα διαχείρισης ενέργειας με τις πιθανές αναδυόμενες τάσεις. Τέλος, εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα επί της διεθνούς βιβλιογραφίας, καθώς και πιθανά μελλοντικά βήματα επί του κάθε τομέα που μελετήθηκε στα πλαίσια της παρούσας εργασίας.

Abstract

The purpose of this work is to review passive electromagnetic energy collection and production systems with applications in various fields. Initially, the source and distribution of the energy of the human body is studied with recent technological developments. In addition, the various ways of harvesting energy from the human body, such as the thermoelectric, pyroelectric generator, and the comparison between them are discussed. In the next chapter, the field of building projects is touched upon and the various ways of collecting energy with a multitude of ways, such as the collection of solar energy, the thermoelectric generator and the collection of piezoelectric, as well as electromagnetic technology, which is one of the modern tools for energy harvesting. Also, the methods for net zero energy buildings are mentioned in the next section. That is, search strategies and control criteria are studied. Furthermore, building design energy reduction strategies (passive design) are also mentioned. Further, energy efficiency measures are also mentioned. In addition, the sensor space and passive antenna-based RFID tag systems for structural health monitoring applications are studied, as well as modern energy management systems with possible emerging trends. Finally, useful conclusions are drawn on the international literature, as well as possible future steps on each field studied in the context of this work.