1. Generatori:
* Principio: Questo è il metodo più comune. I generatori usano la legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Quando un conduttore si muove attraverso un campo magnetico, viene indotta una forza elettromotrice (EMF), causando flusso di elettroni e generare elettricità.
* Come funziona:
* Generatori rotanti: Una turbina (alimentata da vento, acqua, vapore, ecc.) Ruota una bobina di filo all'interno di un campo magnetico. Il mutevole flusso magnetico attraverso la bobina induce una corrente alternata (AC).
* Generatori lineari: Un motore lineare (come quello utilizzato in un ghiottone) sposta un conduttore lungo un campo magnetico, generando elettricità.
* Esempi: Centrali elettriche, turbine eoliche, dighe idroelettriche.
2. Effetto piezoelettrico:
* Principio: Alcuni materiali (come il quarzo, la ceramica) producono una carica elettrica se sottoposti a sollecitazione meccanica (compressione o flessione).
* Come funziona: La sollecitazione meccanica deforma la struttura cristallina del materiale, causando la separazione della carica e creando un potenziale elettrico.
* Esempi: Sensori piezoelettrici (in microfoni, accelerometri, ecc.), Dispositivi di raccolta di energia (convertire vibrazioni o pressione in elettricità).
3. Induzione elettromagnetica:
* Principio: Questo metodo utilizza il principio della legge di Faraday, ma invece di un conduttore in movimento, un campo magnetico in evoluzione induce una corrente.
* Come funziona: Un campo magnetico variabile nel tempo viene creato vicino a una bobina di filo, inducendo una corrente. Il campo magnetico mutevole può essere prodotto da:
* Magneti in movimento: Un magnete che si muove vicino a una bobina crea un campo magnetico in evoluzione.
* Corrente alternata: Una corrente alternata che scorre attraverso una bobina crea un campo magnetico pulsante.
* Esempi: Transformers, sensori induttivi, ricarica wireless.
4. Effetto triboelettrico:
* Principio: Questo metodo prevede il trasferimento di elettricità statica attraverso il contatto e la separazione di materiali con diversa elettronegatività.
* Come funziona: Quando due materiali con cariche diverse entrano in contatto e vengono quindi separati, un materiale guadagna elettroni e si carica negativamente, mentre l'altro perde elettroni e si carica positivamente. Questa separazione di carica crea una differenza potenziale elettrica che può essere utilizzata per generare elettricità.
* Esempi: Nanogeneratori triboelettrici (TENG), che usano l'effetto triboelettrico per generare elettricità da varie forme di energia meccanica (come il movimento umano, il vento e le onde d'acqua).
5. Generatori termoelettrici:
* Principio: Questo metodo utilizza l'effetto Seebeck, in cui una differenza di temperatura attraverso una giunzione di due diversi materiali provoca un potenziale elettrico.
* Come funziona: L'energia termica da una fonte viene applicata su un lato della giunzione, mentre l'altro lato è mantenuto a una temperatura più bassa. Questa differenza di temperatura fa scorrere gli elettroni dal lato caldo al lato freddo, generando una corrente elettrica.
* Esempi: Recupero di calore dei rifiuti, generatori termoelettrici per applicazioni di alimentazione remota.
La scelta del metodo dipende dalla fonte di energia cinetica, dalla potenza desiderata e da altri fattori come efficienza e costo.
