Zephyrnet-logotyp

Där energiskörd kan ha störst effekt

Datum:

hållbar energi för iot-enheter
Illustration: © IoT för alla

Batteritiden på edge-enheter är en av de begränsande faktorerna i IoT-enhets livscykelhantering. En lösning är att hämta energi från miljön runt enheten och ladda batterierna eller ge ström direkt. 

Ett grundläggande problem är att energiskördsteknik verkligen inte kan leverera mycket energi med dagens teknik. Även sol och vind är bara hållbart i oöverkomligt stora formfaktorer och är inte särskilt användbara när de krymper till IoT -enhetsstorlekar. Vad detta praktiskt taget betyder är att enheter behöver använda mycket låga mängder energi, vilket har drivit många av IoT-hårdvarudesignbesluten under de senaste åren.

Hur man skördar energi

Det finns flera väletablerade metoder för energiskörd, varav några kan vara nya för dig. De vanligaste energikällorna är ljus, värme, vibrationer och radiofrekvens.

Solenergi

Polykristallint kisel eller tunnfilmssolceller kan omvandla fotoner till kiselelektroner mer effektivt än tunnfilmsceller. Tänk på en liten miniräknare. Solar används bäst för batteriladdning, inte direkt ström. 

Termo

Termoelektriska skördare samlar värme från miljön för att utnyttja "Seebeck-effekten" som genererar energi när två olika metaller placeras nära varandra men vid olika temperaturer. Generatorns storlek bestämmer effekten, och de används bäst, som du kan förvänta dig, i redan varma miljöer som industriella värmesystem.

piezoelektriska

Piezoelektriska givare använder vibrationer för att generera elektricitet, varför de ofta används för att detektera motorlager, vibrationer från flygplansvingar och på andra delar. Utgången här är tillräcklig för att driva en enhet eller ladda batterier. 

Radiofrekvens

Vissa radiofrekvensmottagare kan omvandla lågfrekventa RF-signaler till en rimligt signifikant utspänning. Den kan också paras ihop med lågeffektprocessorer, sensorer och radiomoduler för att distribuera strömoberoende och batterifria kantnoder.

Användningsfall för energiskörd

Naturligtvis finns det många IoT-användningsfall för lågeffekt, oberoende effektsensorer och andra kantenheter. Dessa inkluderar industriell övervakning, byggautomation, smart grid, jordbruk och försvarsapplikationer.

Låt oss titta närmare på några andra.

Användbara

En av de mest lovande användningsområdena för piezoelektrisk energi är i bärbara enheter. Forskare vid University of Michigan har enligt uppgift utvecklat en enhet som hämtar energi från hjärtslag och använder den energin för att köra en pacemaker eller en implanterad defibrillator, en utmärkt applikation för IoT Healthcare. Radiofrekvensomvandling forskas också i sjukvårdskläder, främst för att ladda batterierna i pacemakers och transkutan elektrisk nervstimulering (TENS) enheter. Trådlösa patientladdningsstationer i varje walk-in!

En sensor i experimentstadierna vid MIT skulle skörda ljudvågor för att driva biologiska statussensorer på människor. 

HVAC

Fallen inom HVAC och Smart Building är ganska obegränsade. Solpaneler kan leva stort på att bygga tak för att driva massor av IoT-system, vibrationer och rörelsedrivna generatorer på dörrar och golv kan driva närvarosensorer och andra personer som spårar enheter. 

I ett experimentellt fall har Oak Ridge National Laboratories enligt uppgift utvecklat en pyroelektrisk generator som använder en bimetallfribärare som rör sig mellan varma och kalla ytor och kan kyla elektroniska enheter och system av alla slag samtidigt som den genererar energi. 

IIoT

Slutligen, det mest nödvändiga och lovande utbyggnadsområdet för energiskörd är avlägsna och mobila industrifall. Fjärrsträckta smarta gårdar, med hundratals sensorer utspridda över tusentals hektar, mil från vilken strömkälla som helst, måste kunna lita på att dessa sensorer förblir strömförsörjda på obestämd tid eftersom de inte rimligen har råd att skicka en oändlig ström av batterier till fältet . 

Likaså är den mobila försörjningskedjan, per definition, i rörelse, och dessa sensorer måste överleva och förbli drivna i månader på vägen från gruvan till raffinaderiet till fabriken till lager till slutanvändare. För att lösa detta använder vissa tillverkare piezoelektriska sensorer för att utnyttja havets rörelse, järnväg och lastbil. På samma sätt är solladdning en möjlig lösning. 

I vilket fall som helst går mer energi förlorad från världens system än vi någonsin skulle kunna utnyttja. Men vi kan göra bättre. 

PlatoAi. Web3 Reimagined. Datainformation förstärkt.
Klicka här för att komma åt.

Källa: https://www.iotforall.com/where-energy-harvesting-can-have-the-most-impact

plats_img

Senaste intelligens

plats_img