در نسل جدید صنایع، تقاضا برای سیستم های تعبیه شده به شدت افزایش یافته است. این سیستم ها پارامترهای مختلف را در یک مجموعه صنعتی نظارت و کنترل می کنند و به عنوان یک عامل مهم برای عملکرد صنایع مطرح می شوند. این دستگاه های الکترونیکی باید در طول هفته و در تمامی ساعات شبانه روز، بدون وقفه کار کنند، به این معنی که منبع تغذیه این سیستم ها نباید قطع شود. سیستم‌های تعبیه‌شده معمولاً بر روی منبع DC کار می‌کنند.

تکنیک های برداشت انرژی را می توان برای استخراج انرژی از منابع تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست استفاده کرد. این دروگرها، انرژی ناپیوسته را ارائه می دهند، بنابراین دستگاه های مدیریت توان و سیستم کنترل باید با در نظر گرفتن این موضوع طراحی شوند. یک مدار مدیریت توان برای اتصال مدار برداشت با مدار الکترونیکی مورد نیاز است. وظیفه این مدار کنترل توان تامین شده توسط دروگر (برداشت کننده) برای مرتفع کردن بار الکتریکی مورد نیاز، می باشد. این فرآیند کنترل شامل تغییر سطوح ولتاژ، حفظ مشخصات جریان و ولتاژ و غیره است. مدار مدیریت توان حداکثر نقطه توان را دنبال می کند تا توان مشتق شده از مدار برداشت را به حداکثر برساند. مدارهای Maximum Power Point Tracing(ردیابی نقطه توان ماکزیمم) اغلب برای تنظیم شرایط مبدل استفاده می شود که حداکثر توان از منبع به بار منتقل شود. MPPT عموماً توسط یک DSP اختصاصی پیاده‌سازی می‌شود که به طور مداوم پارامترهای سیستم مانند ولتاژ، جریان، منبع و امپدانس بار را برای افزایش انتقال قدرت، کنترل می‌کند. مدارهای MPPT اختصاصی برای مدارهای پرقدرت استفاده می شوند در حالی که مدارهای کم مصرف از تکنیک هایی مانند روش تپه نوردی، اتصال کوتاه کسری و مدار باز کسری برای تعیین حداکثر نقطه توان استفاده می کنند.

ذخیره انرژی برداشت شده در یک سیستم هیبریدی ذخیره سازی انرژی الکتریکی

سیستم های ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی ترکیبی HEES (Hybrid electrical energy storage)، شامل وسایل ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی مانند باتری‌ها، ابرخازن‌ها و … و تکنیک‌های برداشت انرژی به منظور تولید انرژی از منابعی مانند نور، باد، حرکت و غیره است. HEES یک روش کارآمد برای تامین انرژی سیستم های تعبیه شده برای مدت زمان طولانی تر و با کارایی بیشتر است. در این روش، اگر انرژی برداشت شده توسط سیستم‌های تعبیه‌شده استفاده شود و انرژی اضافی در دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی مانند باتری‌ها ذخیره می شود و از سویی دیگر چنانچه انرژی استحصالی، کمتر از بار مورد نیاز باشد، انرژی مازاد توسط دستگاه های ذخیره ساز، تامین می‌شود. مقدار شارژی که می توان ذخیره کرد و عمر عناصر ذخیره انرژی به عواملی مانند کارایی ماژول برداشت، سطح ولتاژ ورودی/خروجی مبدل DC به DC و مشخصه های بار متصل، بستگی دارد. واحد ذخیره انرژی عموماً از دو دستگاه مختلف تشکیل شده است: باتری و ابرخازن.  در باتری ها، نیکل – هیدرید فلزی NiMH و لیتیوم-یون Li-ion  ،دو نوع باتری محبوب هستند.

ابرخازن‌ها محدودیت شارژ و دشارژ بالایی را برای کاربردهایی که نیاز به جریان بالا در زمان کمتری دارند، فراهم می‌کنند.

هنگامی که برداشت فراوان است، هدف سیستم این است که در حالی که نیازهای مختلف بار را تامین می کند، تا حد امکان انرژی ذخیره شود. زمان‌بندی وظایف و مقیاس‌بندی ولتاژ و فرکانس دینامیکی، تکنیک‌های بازده انرژی هستند که برای کنترل پارامترهای بار و مبدل برای حفظ کارایی در طول فرآیند شارژ استفاده می‌شوند. از طرف دیگر، زمانی که انرژی برداشت شده کمتر است، بارها باید از عناصر ذخیره تامین شوند. زمان‌بندی وظایف مجدداً برای کاهش هرچه بیشتر توان بار مورد نیاز برای افزایش عمر عناصر ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌شود.

پیشرفت های اخیر

محققان بر روی یافتن مواد جدید برای طراحی مبدل های برداشت کننده انرژی و همچنین مبدل‌ها و سیستم‌های حسگر برای افزایش کارایی کلی سیستم ها تمرکز دارند. یکی دیگر از اشکالات عمده ای که محققان بر روی آن تمرکز کرده اند، ماهیت ناپیوسته برداشت کننده های انرژی است. مدل‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی را می‌توان برای پیش‌بینی در دسترس بودن منابعی مانند نور و باد برای برداشت کارآمد و به موقع و ذخیره انرژی مورد نیاز استفاده کرد. مدل‌های پیشرفته‌تر مبتنی بر میانگین‌های متحرک وزنی نمایی  EWMA برای پیش‌بینی دقیق‌تر شرایط آب‌وهوایی در حال توسعه هستند.

در مورد دستگاه های تلفن همراه بی سیم، ماژول فرستنده-گیرنده بیشترین مقدار توان ممکن را مصرف می کند تا فعال بماند، حتی زمانی که هیچ ارتباطی وجود ندارد، تا بسته های دریافتی را بررسی کند. برای کاهش مصرف انرژی، فرستنده‌های بیدارکننده ناهمزمان را می‌توان به منظور فعال سازی ماژول تنها در زمانی که بسته‌های دریافتی را حس کند، استفاده کرد.

ویژگی‌های لوازم الکترونیکی موبایل و پوشیدنی‌های امروزی با روند کاهش اندازه مشخص می‌شود، به ویژه حسگرهایی که در بدن انسان کاشته می‌شوند. دستگاه‌های ذخیره‌سازی کوچک‌تر برای ارائه کارایی مشابه دستگاه‌های با اندازه معمولی در حال توسعه هستند. پیشرفت های اخیر در زمینه برداشت انرژی، شتاب بزرگی را برای صنعت نسل چهارم فراهم می کند تا منبع انرژی پاک و با دوام را ارائه دهد.