Logo Zephyrnet

Nơi thu hoạch năng lượng có thể có tác động nhiều nhất

Ngày:

năng lượng bền vững cho các thiết bị iot
Minh họa: © IoT cho tất cả

Thời lượng pin trên các thiết bị cạnh là một trong những yếu tố hạn chế trong quản lý vòng đời thiết bị IoT. Một giải pháp là thu năng lượng từ môi trường xung quanh thiết bị và sạc lại pin hoặc cung cấp năng lượng trực tiếp. 

Một vấn đề cơ bản là công nghệ thu hoạch năng lượng thực sự không thể cung cấp nhiều năng lượng bằng công nghệ hiện tại. Ngay cả năng lượng mặt trời và gió cũng chỉ bền vững trong các yếu tố hình thức quá lớn và không thể sử dụng được khi thu nhỏ thành kích thước thiết bị IoT. Thực tế, điều này có nghĩa là các thiết bị cần sử dụng lượng năng lượng rất thấp, điều này đã thúc đẩy nhiều quyết định thiết kế phần cứng IoT trong vài năm qua.

Làm thế nào để thu hoạch năng lượng

Có một số phương pháp thu hoạch năng lượng, một số trong số đó có thể là mới đối với bạn. Các nguồn năng lượng phổ biến nhất là ánh sáng, nhiệt, rung và tần số vô tuyến.

Năng lượng mặt trời

Tế bào năng lượng mặt trời màng mỏng hoặc silicon đa tinh thể có thể chuyển đổi photon thành điện tử silicon hiệu quả hơn so với tế bào màng mỏng. Hãy nghĩ về một chiếc máy tính nhỏ. Năng lượng mặt trời được sử dụng tốt nhất để sạc pin, không phải nguồn điện trực tiếp. 

Nhiệt điện

Máy thu nhiệt điện thu nhiệt từ môi trường để khai thác “hiệu ứng Seebeck” tạo ra năng lượng khi hai kim loại khác nhau được đặt gần nhau nhưng ở nhiệt độ khác nhau. Kích thước của máy phát điện quyết định đầu ra và chúng được sử dụng tốt nhất, như bạn mong đợi, trong môi trường vốn đã nóng như hệ thống sưởi công nghiệp.

Áp điện

Đầu dò áp điện sử dụng rung động để tạo ra điện, đó là lý do tại sao chúng thường được sử dụng để phát hiện tiếng ồn ổ trục động cơ, độ rung của cánh máy bay và trên các bộ phận khác. Đầu ra ở đây đủ để cung cấp năng lượng cho thiết bị hoặc sạc pin. 

Tần số vô tuyến

Một số máy thu tần số vô tuyến có thể chuyển đổi tín hiệu RF tần số thấp thành một đầu ra điện áp đáng kể hợp lý. Nó cũng có thể được ghép nối với các bộ xử lý, cảm biến và mô-đun vô tuyến điện năng thấp để triển khai các nút cạnh không phụ thuộc vào nguồn điện và không tốn pin.

Các trường hợp sử dụng thu hoạch năng lượng

Tất nhiên, có nhiều trường hợp sử dụng IoT cho các cảm biến công suất độc lập, công suất thấp và các thiết bị cạnh khác. Chúng bao gồm giám sát công nghiệp, tự động hóa tòa nhà, lưới điện thông minh, nông nghiệp và các ứng dụng quốc phòng.

Hãy xem xét kỹ hơn một vài người khác.

wearables

Một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất mà Người tiêu dùng phải đối mặt để thu năng lượng áp điện là trong các thiết bị đeo được. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan được cho là đã phát triển một thiết bị thu năng lượng từ nhịp tim và sử dụng năng lượng đó để chạy máy tạo nhịp tim hoặc máy khử rung tim cấy ghép, một ứng dụng tuyệt vời cho IoT Healthcare. Chuyển đổi tần số vô tuyến cũng đang được nghiên cứu trong các thiết bị đeo được chăm sóc sức khỏe, chủ yếu để sạc lại pin trong máy tạo nhịp tim và các thiết bị kích thích dây thần kinh điện qua da (TENS). Trạm sạc bệnh nhân không dây trong mỗi lần đi bộ!

Một bộ cảm biến đang trong giai đoạn thử nghiệm tại MIT sẽ thu thập sóng âm thanh để cung cấp năng lượng cho các cảm biến trạng thái sinh học trên người. 

HVAC

Các trường hợp trong HVAC và Smart Building là khá vô hạn. Các tấm pin mặt trời có thể sống lớn trên mái tòa nhà để cung cấp năng lượng cho rất nhiều hệ thống IoT, máy phát điện chuyển động và rung trên cửa và sàn nhà có thể cung cấp năng lượng cho các cảm biến chiếm dụng và các thiết bị theo dõi người khác. 

Trong một trường hợp thử nghiệm, Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge được cho là đã phát triển một máy phát nhiệt điện sử dụng công xôn lưỡng kim di chuyển giữa các bề mặt nóng và lạnh và có thể làm mát các thiết bị và hệ thống điện tử trong khi vẫn tạo ra năng lượng. 

IIoT

Cuối cùng, khu vực triển khai thu hoạch năng lượng hứa hẹn và cần thiết nhất là các thùng máy công nghiệp di động và từ xa. Các trang trại thông minh ở xa, với hàng trăm cảm biến trải rộng trên hàng nghìn mẫu Anh, cách bất kỳ nguồn điện nào, cần phải có khả năng dựa vào các cảm biến đó để duy trì nguồn điện vô thời hạn vì chúng không đủ khả năng hợp lý để gửi một dòng pin vô tận đến đồng ruộng . 

Tương tự như vậy, theo định nghĩa, chuỗi cung ứng di động đang chuyển động và những cảm biến đó cần phải tồn tại và duy trì hoạt động trong nhiều tháng trên con đường từ mỏ đến nhà máy lọc dầu đến nhà máy đến kho đến người dùng cuối. Để giải quyết vấn đề này, một số nhà sản xuất đang sử dụng cảm biến áp điện để khai thác chuyển động của đại dương, đường sắt và xe tải. Tương tự như vậy, sạc bằng năng lượng mặt trời là một giải pháp khả thi. 

Trong mọi trường hợp, hệ thống của thế giới bị mất nhiều năng lượng hơn chúng ta có thể khai thác. Nhưng chúng ta có thể làm tốt hơn. 

PlatoAi. Web3 được mô phỏng lại. Khuếch đại dữ liệu thông minh.
Nhấn vào đây để truy cập.

Nguồn: https://www.iotforall.com/where-energy-harvest-can-have-the-most-impact

tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img