الكهرباء من أجل إنترنت الأشياء / كورين لوزيو

ستساعد أربع طرق مبتكرة لتجميع الطاقة الأجهزة على الاستمرار في العمل 

وبحلول نهاية هذا العقد، سيكون هناك حوالي 50 مليار جهاز متصل بالإنترنت في العالم. إلى جانب منظمات الحرارة الذكية والأجهزة الإلكترونية، ستتضمن شبكة "إنترنت الأشياء" (IoT) كميات هائلة من أجهزة الاستشعار الصغيرة التي ستتتبع كل شيء: من عدد الخطوات والسعرات الحرارية إلى مستويات الرطوبة والإضاءة. إن توصيل جميع الأجهزة بشبكة من الكابلات الكهربائية سيضر بشكل كبير بسهولة استخدامها. تعمل الجامعات والشركات التجارية على تطوير أساليب حصاد الطاقة التي ستحرر إنترنت الأشياء من مأخذ الطاقة مرة واحدة وإلى الأبد.

كهرضغطية
في صيف عام 2014، قدمت شركة ميكروجين سيستمز، ومقرها مدينة روتشستر في نيويورك، مولد بولت، وهو مولد بحجم العملة المعدنية يحول التقلبات البيئية إلى كهرباء قابلة للاستخدام. حتى الضجيج الطفيف، على سبيل المثال طنين مكيف الهواء أو طنين فرن الميكروويف، يتسبب في تأرجح الشريط الموجود داخل الجهاز. يؤدي ذلك إلى إنشاء تيار كهربائي ينتقل إلى مكثف أو بطارية صغيرة قابلة لإعادة الشحن.
الفوائد: يمكن ربط هذه الوحدات لإنتاج الكهرباء على نطاق أوسع. هناك ضجيج في كل مكان.
العيوب: الطاقة المنتجة مناسبة للأجهزة منخفضة الطاقة فقط، مثل أجهزة الاستشعار.

شمسي
قامت شركة SunPartner Technologies الفرنسية بتطوير ألواح شمسية شفافة يمكن تركيبها على الشاشات والأسطح الأخرى. تعمل مجموعة من العدسات الدقيقة الموضوعة أعلى المادة الكهروضوئية على تحويل الضوء حول شرائح الخلايا الشمسية لجعلها غير مرئية. وتنتج الشركة بالفعل شاشات للهواتف الذكية وساعات اليد، وتقوم حاليًا بإكمال تطوير نموذج أولي لجهاز استشعار مدمج.
الفوائد: من الممكن دمج الأسطح غير المرئية تقريبًا في العديد من الأجهزة.
العيوب: لا تعمل الأجهزة بشكل جيد في ظروف الإضاءة المتغيرة أو في المناطق المظلمة، على سبيل المثال في الأقبية أو تحت المغاسل.

إعادة توزيع الواي فاي
يقوم نموذج أولي أنشأه باحثون في جامعة واشنطن بجمع الكهرباء من عمليات الإرسال اللاسلكية الموجودة، مثل البث التلفزيوني والإذاعي، لإرسال رسائل عبر شبكة Wi-Fi محلية. يقوم الجهاز بإرجاع إشارات Wi-Fi محددة ويقوم بتشفير البيانات التي يمكن للأجهزة الأخرى الموجودة على نفس الشبكة فك تشفيرها. تعتزم الشركة الناشئة التابعة للفريق طرح المنتجات الأولى في السوق في غضون عام.
الفوائد: يسمح بشحن الجهاز ونقل البيانات.
العيوب: عادةً ما تأتي عمليات إرسال Wi-Fi على شكل دفعات، وبالتالي يصبح الاتصال أقل موثوقية وتكون الطاقة منخفضة نسبيًا.

الحرارية
يستخدم المولد الكهروحراري التدفق الطبيعي للإلكترونات من الجانب الساخن للمادة الموصلة إلى الجانب البارد، وبالتالي تحويل حرارة الجسم إلى كهرباء. وقد أظهر فريق من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا مؤخرًا نسخة مدمجة مدمجة في زجاج مرن قادرة على توصيل 40 مللي واط في درجة حرارة الغرفة.
الفوائد: إمكانية الشحن المستمر للبطارية، طالما أن الجهاز يلامس جسمًا دافئًا.
العيوب: يتطلب فرقًا كبيرًا في درجة الحرارة (حوالي 31 درجة مئوية) للعمل. انخفاض الانتاج. مناسب للأجهزة القابلة للارتداء ولكن ليس لأجهزة الاستشعار الموزعة.

تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل