Unidad de Gestión de la Energía de Propósito General para Múltiples Fuentes de Recolección de Energía del Ambiente
En el proyecto RTI2018-097088-B desarrollamos una célula solar de 1 mm2 y una unidad de gestión de energía (PMU) en el mismo sustrato para elevar el voltaje recolectado por encima de 1,1 V para alimentar dispositivos vestibles o implantables. La célula solar en el chip y la PMU se fabrican en tecnología CMOS estándar de 0,18 μm, con un factor de forma de 1,575 mm2 . Los resultados experimentales demuestran que la PMU es capaz de arrancar a partir de una potencia recolectada de 2,38 nW sin ningún tipo de señal de arranque o control externo y puede manejar una potencia de hasta μW con un seguimiento continuo y bidimensional del punto de máxima potencia (MPPT) que funciona en modo de lazo abierto.
El grupo de investigación recibió un proyecto de Prueba de Concepto de la convocatoria "Acelerador de Transferencia" de la Universidade de Santiago de Compostela para realizar un estudio de mercado que permitiera analizar los nichos más interesantes en los que la tecnología de captación de energía tendría un mayor impacto. Gracias a este proyecto, una consultora contratada para desarrollar dicho estudio de mercado, identificó varios verticales, siendo el transporte y la logística junto con la industria 4.0 y la domótica posibles entradas al mercado de nuestro producto.
A través de varias entrevistas con empresas que trabajan en el campo de los sistemas de recolección de energía hemos llegado a la conclusión de que las soluciones más extendidas se basan en componentes discretos que se combinan para cosechar algún nodo IoT. El sistema propuesto va más allá al proporcionar un recolector de energía totalmente CMOS. En palabras de algunas de las empresas, este trabajo es un producto de dos generaciones por delante del producto que venden actualmente. Por lo tanto, la tecnología propuesta sería un producto muy innovador en el creciente mercado del IoT.
La tecnología se encuentra actualmente en un TRL-4 ya que ha sido probada en condiciones de laboratorio y el objetivo de este proyecto de prueba de concepto es ampliarlo a un TRL5-6 desarrollando un producto precomercial que cumpla con los requisitos de potencia de un rango más amplio de dominios de aplicación.
La novedad de este trabajo radica en la combinación de técnicas de diseño de muy bajo consumo con una unidad de gestión de la energía que permite utilizar varias fuentes de energía, así como diferentes tensiones de salida reguladas, consumiendo la menor cantidad de energía posible. Este enfoque innovador permitirá desarrollar un producto de alta gama que combina la eficiencia energética y la versatilidad en el número y tipos de fuentes de energía utilizadas, así como en las condiciones de carga.
Este proyecto con referencia PDC2022-133933-C32 ha sido financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea "NextGeneration EU"/PRTR.
Proyecto
/research/projects/unidade-de-xestion-da-enerxia-de-proposito-xeral-para-multiples-fontes-de-recoleccion-de-enerxia-do-ambiente
<p>En el proyecto RTI2018-097088-B desarrollamos una célula solar de 1 mm2 y una unidad de gestión de energía (PMU) en el mismo sustrato para elevar el voltaje recolectado por encima de 1,1 V para alimentar dispositivos vestibles o implantables. La célula solar en el chip y la PMU se fabrican en tecnología CMOS estándar de 0,18 μm, con un factor de forma de 1,575 mm2 . Los resultados experimentales demuestran que la PMU es capaz de arrancar a partir de una potencia recolectada de 2,38 nW sin ningún tipo de señal de arranque o control externo y puede manejar una potencia de hasta μW con un seguimiento continuo y bidimensional del punto de máxima potencia (MPPT) que funciona en modo de lazo abierto.</p><p>El grupo de investigación recibió un proyecto de Prueba de Concepto de la convocatoria "Acelerador de Transferencia" de la Universidade de Santiago de Compostela para realizar un estudio de mercado que permitiera analizar los nichos más interesantes en los que la tecnología de captación de energía tendría un mayor impacto. Gracias a este proyecto, una consultora contratada para desarrollar dicho estudio de mercado, identificó varios verticales, siendo el transporte y la logística junto con la industria 4.0 y la domótica posibles entradas al mercado de nuestro producto.</p><p>A través de varias entrevistas con empresas que trabajan en el campo de los sistemas de recolección de energía hemos llegado a la conclusión de que las soluciones más extendidas se basan en componentes discretos que se combinan para cosechar algún nodo IoT. El sistema propuesto va más allá al proporcionar un recolector de energía totalmente CMOS. En palabras de algunas de las empresas, este trabajo es un producto de dos generaciones por delante del producto que venden actualmente. Por lo tanto, la tecnología propuesta sería un producto muy innovador en el creciente mercado del IoT.</p><p>La tecnología se encuentra actualmente en un TRL-4 ya que ha sido probada en condiciones de laboratorio y el objetivo de este proyecto de prueba de concepto es ampliarlo a un TRL5-6 desarrollando un producto precomercial que cumpla con los requisitos de potencia de un rango más amplio de dominios de aplicación.</p><p>La novedad de este trabajo radica en la combinación de técnicas de diseño de muy bajo consumo con una unidad de gestión de la energía que permite utilizar varias fuentes de energía, así como diferentes tensiones de salida reguladas, consumiendo la menor cantidad de energía posible. Este enfoque innovador permitirá desarrollar un producto de alta gama que combina la eficiencia energética y la versatilidad en el número y tipos de fuentes de energía utilizadas, así como en las condiciones de carga.</p><p>Este proyecto con referencia PDC2022-133933-C32 ha sido financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea "NextGeneration EU"/PRTR.</p> - Paula López Martínez, Víctor Manuel Brea Sánchez - Fernando Rafael Pardo Seco, Diego Cabello Ferrer, Daniel García Lesta, Óscar Pereira Rial
projects_es