Internet of things (IoT) avser ett nätverk av fysiska enheter som är anslutna till internet och kan samla in och utbyta data. Dessa enheter kan sträcka sig från små sensorer och ställdon till större enheter som smarta hushållsapparater och industriell utrustning.
Att kombinera omgivningsenergi och IoT har potentialen att driva IoT-enheter och nätverk utan att förlita sig på traditionella strömkällor som batterier eller eluttag. Detta kan vara särskilt användbart för IoT-enheter som används i avlägsna eller svåråtkomliga områden och kan förlänga batterilivslängden för enheter.
Här är några sätt som omgivande energi kan driva IoT-enheter på:
1. Solenergi:
– Solpaneler kan användas för att omvandla solljus till elektrisk energi. Detta kan göras genom att installera små solpaneler på själva IoT-enheterna eller genom att använda solcellsdrivna basstationer eller laddstationer.
2. Vindenergi:
– Vindkraftverk kan användas för att omvandla vindens kinetiska energi till elektrisk energi. Små vindturbiner kan användas för att driva enskilda enheter, eller större vindturbiner kan användas för att generera kraft till flera enheter eller ett nätverk av enheter.
3. Kinetisk energi:
- Kinetisk energi kan genereras från rörelser eller vibrationer. Till exempel kan piezoelektriska material användas för att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi. Detta kan vara användbart för att driva enheter som utsätts för vibrationer eller rörelser, såsom wearables eller sensorer fästa på rörliga föremål.
4. Termisk energi:
– Termisk energi kan genereras från värmekällor, som människokroppen eller värmen som genereras av elektroniska komponenter. Termoelektriska generatorer kan användas för att omvandla värmeenergi till elektrisk energi, vilket gör dem lämpliga för att driva enheter i miljöer med temperaturskillnader.
5. Radiofrekvens (RF) energiskörd:
– Radiovågor är en källa till omgivande energi som kan skördas med hjälp av RF-antenner. Denna energi kan användas för att driva IoT-enheter med låg effekt, såsom sensorer eller beacons, som endast kräver små mängder energi för att fungera.
Utmaningar och begränsningar:
Även om omgivande energi har potential att driva IoT-enheter, finns det vissa utmaningar och begränsningar att ta hänsyn till:
1. Intermittens: Omgivande energikällor kan vara intermittenta, vilket innebär att de kanske inte är tillgängliga eller tillförlitliga hela tiden. Till exempel är solenergi bara tillgänglig under dagen, och vindenergi beror på närvaron av vind.
2. Variabilitet: Omgivande energikällor kan också variera i termer av mängden energi de tillhandahåller. Till exempel beror mängden tillgänglig solenergi på faktorer som väderförhållanden och läge, och mängden tillgänglig vindenergi beror på vindhastigheten.
3. Enhetskrav: IoT-enheter som är designade för att drivas av omgivande energi måste vara energieffektiva och ha låga effektkrav för att maximera effektiviteten i energiuppsamlingssystemet.
4. Kostnad och komplexitet: Att implementera omgivande energiskördssystem kan vara mer komplext och kostsamt jämfört med traditionella kraftkällor, särskilt för småskaliga IoT-utbyggnader.
Forskning och framsteg:
Forsknings- och utvecklingsinsatser pågår för att hantera dessa utmaningar och begränsningar. Framsteg inom energiskördsteknik, energieffektiv IoT-enhetsdesign och optimeringsalgoritmer kan förbättra tillförlitligheten och effektiviteten hos omgivande energidrivna IoT-nätverk.
Sammantaget erbjuder omgivande energiskörd ett hållbart och kostnadseffektivt sätt att driva IoT-enheter och utöka räckvidden för IoT-nätverk i olika applikationer.
