随着无线感测器网路(Wireless Sensor Network, WSN)的兴起,能源收割(Energy Harvesting,能量采集)议题也渐受重视,无线感测器若广布在电力线无法构及的户外,仅以内部电池电力运作,很快需要人工去换替,而人工布更换电池很耗时间及成本,若感测器自身能就地取材地取得一些能源,延长电池使用时间,则可降低换替成本。

无论能源收割或无线充电,最终目标是电能源源不绝,完全免去人工介入,完全不影响生活。
无论能源收割或无线充电,最终目标是电能源源不绝,完全免去人工介入,完全不影响生活。

能源收割有多种方式,如热电效应、压电效应等,但有两类已常见,一是太阳能,另一则是无线射频。以太阳能而言,人造卫星除了自带的燃料电池外,也会张开太阳能板进行发电、储电,延缓燃料电池的使用年限。

这样的技术,今日的新兴无线宽频覆盖技术也多采行,如Google的Loong专案气球基地台即设有太阳能板,而Facebook的无人飞机基地台更是机身布满太阳能板。

类似的,BigBelly公司将纽约市的公共垃圾桶变成Wi-Fi热点,不仅可让​​附近的人透过Wi-Fi上网,垃圾桶相互间也串连成无线网路,透过网路通报垃圾车哪些位置的垃圾桶已满或过臭,从而规划最经济的清理行驶路线,而垃圾桶之所以能无线运作,靠的也是太阳能板。

至于无线射频的能源收割,最经典的即是被动型RFID(主动型已自带电池电力),被动型RFID本身无任何电力,在标签读取器发波后,RFID收割波中的能量,转换成自身可短暂运作的电能,并发出回波,告知读取器该标签的内容资讯。

类似的技术也用于Google的智慧隐形眼镜上,透过发波、回波方式读取泪液中的糖值,进而可长期监督血糖,不过目前智慧型隐形眼镜尚未达商业化水准。

既然可以无线发波方式供应电能,类似作法也用在无线充电应用,除了电磁感应的WPC Qi技术及电磁共振的A4WP Rezence外,也有业者提出用无线射频方式进行充电,如WattUp、Octa、Powercast等技术均是,均可达数英呎内的无线充电,功率则在3瓦至10瓦不等。

而谈及充电,也就不免谈及电动机车、电动汽车的充电,电动车的麻烦除了充电站点少外,充电时间太长也是一项困扰,不像汽油、瓦斯可在数分钟内快速完全补充,因此业界开始提出各种纾缓方案。

作法之一是尽可能在长时间停车的地方设置充电站,例如购物中心的停车场,以便除了自宅夜间外,还有其他长时间充电的机会,或者是业界不断在研发快速充电技术,每隔一段时间就有学界、业界宣称有新突破,只要多少分钟就可以达到满充的多少百分比电能。

或者如Gogoro电动机车,车上设两组电池,到了站点后直接置换一组新电池即完成补充(也可一次两组都换,立即达到满充),Gogoro是用商业模式来改善,电池的所有权不归消费者,消费者仅为租用。

至于Qualcomm则提出Halo无线充电技术(2011年购并Halo IPT公司而取得的技术),让车主停妥车就开始充电,地面上的无线充电板便开始作用,不用再手动插入充电器。

Qualcomm也提出无线充电高速公路的构想,让汽车边行驶边充电,此几乎类同于铁路电气化,从燃煤车头改成全线高压电提供动力。或许,相同的作法也可设在一般路面的十字路口,在红灯等待时也能充到若干电力。

无论能源收割或无线充电,其实都期望更便利获取能源、延缓能源匮乏、减少因补充能源所带来的不便,最终目标是电能源源不绝,完全免去人工介入,完全不影响生活。