سرنخ‌هایی برای انرژی دائمی و پایدار تجهیزات IoT در آینده

سرنخ‌هایی برای انرژی دائمی و پایدار تجهیزات IoT در آینده

در سال‌های اخیر دستگاه‌های کوچک IoT، مانند سنسورهایی که نمی‌توانند به یک منبع برق خارجی متصل شوند، یکی از چالش‌های بزرگ اینترنت اشیا بوده است. خوشبختانه یکی از ادعاهای اصلی در شبکه‌های رادیویی با توان مصرفی‌ کم مانند: LoRaWAN، Sigfox و NB-IoT این است که در دستگاه‌هایی که در این نوع شبکه‌ها بکار گرفته می‌شوند از انرژی مورد نیاز در ارتباطات رادیویی بی‌نیاز هستند و می‌توانند حتی برای یک دهه از باتری AA استفاده کنند.

اینترنت اشیا IoT

در سال‌های اخیر دستگاه‌های کوچک IoT، مانند سنسورهایی که نمی‌توانند به یک منبع برق خارجی متصل شوند، یکی از چالش‌های بزرگ اینترنت اشیا بوده است. خوشبختانه یکی از ادعاهای اصلی در شبکه‌های رادیویی با توان مصرفی‌ کم مانند: LoRaWAN، Sigfox و NB-IoT این است که در دستگاه‌هایی که در این نوع شبکه‌ها بکار گرفته می‌شوند از انرژی مورد نیاز در ارتباطات رادیویی بی‌نیاز هستند و می‌توانند حتی برای یک دهه از باتری AA استفاده کنند. بنابراین تعدادی از شرکت‌ها در حال توسعه فناوری‌هایی هستند که انرژی یک دستگاه IoT را به طور نامحدود تأمین می‌کند.

یکی از ساده‌ترین و در عین حال قابل اعتمادترین انرژی‌ها در اطراف ما فرکانس رادیویی (RF) است که در پخش رادیو و تلویزیون، وای‌فای، ارتباطات تلفن همراه و حتی سایر شبکه‌های IoT مانند LoRaWAN و Sigfox کاربرد دارد. در حال حاضر محصولاتی که با RF کار می‌کنند در دسترس هستند. برای مثال Freevolt ادعا می‌کند که دارای فناوری است که انرژی رادیویی را از شبکه‌های بی‌سیم و پخش مانند2G ، 3G، 4G، WiFi و تلویزیون دیجیتال دریافت می‌کند.

در این راستا سیستم Evercell جذابیت بیشتری پیدا می‌کند که به نقل توسعه دهندگان، این دستگاه در اندازه یک تمبر پستی می‌باشد که به ترتیب در سه نوع 4.32 میکرو وات، 400 نانو وات و 800 نانو وات را تولید می‌کند و دارای ولتاژ پیوسته 1.2 ولت است. شما می‌توانید به صورت سری و موازی برای تولید برق مورد نیاز این دستگاه را مورد استفاده قرار دهید.

Evercell ادعا می‌کند دستگاه خود را توسط ایده‌ی ارائه شده توسط فیزیکدان پیشگام جیمز کلارک ماکسول پیاده‌سازی کرده است. ماکسول توانسته است ذرات سریعتر را از آنهایی که به آرامی حرکت می‌کنند، جدا کند. Evercell اساساً ادعا می‌کند که تکنولوژی پیشرفته‌ای را به وجود آورده است که عمل ماکسول را به شکل نوعی غشاء نیمه نفوذپذیر که فقط ذرات سریع‌تر از آن عبور می‌کند، تولید کرده است.

از طرفی، گرافن (Graphene) یکی دیگر از منابع انرژی عجیب و غریب برای تأمین انرژی دستگاه‌های اینترنت اشیا به نظر می‌رسد. گرافن یک لایه کربن با یک اتم کربن و برخی از ویژگی‌های واقعاً شگفت‌انگیز است.

طبق مقاله‌ای از انجمن جهانی اقتصاد (WEF) که در ماه آگوست سال 2018 منتشر شد یک تیم از محققان دانشگاه آرکانزاس شواهدی را ارائه کرده است که نشان می‌دهد گرافن نیز می‌تواند برای تأمین انرژی نامحدود استفاده شود. البته چیز جدیدی در این قماله وجود نداشت و اساسا بازخوانی از یک نشریه مطبوعاتی در سال 2017 از دانشگاه آرکانزاس بود.

در این گزارش آمده‌است: "تحقیقات Paul Thibado استاد فیزیک در دانشگاه آرکانزاس، شواهدی قوی نشان می‌دهد که حرکت مواد دو بعدی می‌تواند به عنوان یک منبع انرژی بی‌حد و حصر به کار رود." طبق این مقاله، Thibado پیش‌بینی می‌کند که ژنراتورها می‌توانند هر گونه اطلاعاتی را برای ارسال، دریافت، پردازش و ذخیره اطلاعات را که تنها با درجه حرارت اتاق تامین می‌شود در محیط پیرامون ما مقدور سازند. یک نمونه گرافن حدود 10 نانومتر در 10 نانومتر است که هر کدام می‌توانند 10 تا 11 وات انرژی تولید کنند.

آزمایشات Evercell و Thibado مواری شبیه به هم دارند. به نظر می‌رسد تکنولوژی Evercell به منظور جابجایی تصادفی ماده از طریق نوعی غشاء با نفوذپذیری انتخابی، نظم را اعمال می‌کند و بنابراین انرژی قابل استفاده را از انرژی موجود در همه موارد بالاتر از صفر مطلق استخراج می‌کند. از طرفی Thibado نظم ذاتی در حرکت اتم‌ها را در ورق گرافن کشف کرده است. آنها یک حرکت موجی دارند که می‌توانند آن را مهار و تبدیل به انرژی الکتریکی کنند.

اگر هر دو یا یکی از این تحولات در تکنولوژی‌های جدید تثبیت شوند، تأثیرات عمیق و گسترده‌ای در آینده خواهند داشت.

مطالب مرتبط

شبکه‌های سلولی وLPWAN ها، گزینه‌های ارتباطی در شهرهای هوشمند

بر اساس آخرین تحقیقات انجام شده، انتظار می‌رود ارزش سهام بازارهای هوشمند از 308 میلیارد دلار در سال 2018 به 717.2 میلیارد دلار تا سال 2023 افزایش یابد. با توجه به این ارقام پیش‌بینی می‌شود که صنعت در سال‌های آینده رشد چشمگیری داشته باشد.

مصرف هوشمند انرژی با اینترنت اشیا و ساختمان‌های دیجیتال

اینترنت اشیا (IoT) گام بعدی در بهره‌برداری از تکنولوژی‌هایی است که بخشی از آن پیش از این توسط گوشی‌های هوشمند در دسترس بوده است. کارایی تکنولوژی‌های گوشی‌های هوشمند موجب شده است تا امکان استفاده از تعدادی دیگر از دستگاه‌های عمومی با استفاده از اتصالات شبکه‌های توان پایین فراهم شود.

شبکه‌های زیرساخت اینترنت اشیا; شبکه‌های سلولی و LPWAN

اینترنت اشیا (IoT) به ارتباطات معتبری برای ایجاد شبکه‌ها و به اشتراک‌گذاری داده‌ها نیاز دارد. با توجه به طیف گسترده‌ای از موارد استفاده، برنامه‌ها و الزامات، طیف وسیعی از فناوری‌های ارتباطی نیز وجود دارند که اپراتورها، توسعه دهندگان و شرکت‌ها / مشتریان می‌توانند انتخاب کنند.

تعامل ابر و اینترنت اشیا در بازار محصولات صنعتی 2019

خدمات ابری (Cloud) و راهکارهای آن به رشد و تکامل خود ادامه می‌دهند. پیش‌بینی می‌شود در سال آینده پلتفرم‌های عمومی ابری رشد سریعتری نسبت به پلتفرم‌های خصوصی ابری داشته باشند. امنیت همچنان یک مسئله مهم است و ترویج دیجیتال یک امر روزمره خواهد بود.