Sony Semiconductor Solutions opracował moduł zbierający energię z… elektromagnetycznego szumu
Tak, dobrze czytacie. Urządzenie zbudowane przez Sony Semicondutor Solutions (SSS) wytwarza energię elektryczną przetwarzając energię, która po prostu nas otacza, a nawet jest w nas samych. Skojarzenia z Matrixem? Niezupełnie, ale i tak jest ciekawie.
Fizyka uczy, że energia jest wszędzie wokół nas. Jedynie w układzie izolowanym, w którym temperatura wynosi 0 kelwinów (−273,15 °C), czyli jest to temperatura zera bezwzględnego, można twierdzić, że średnia energia kinetyczna atomów i cząsteczek jest równa zero. Jak wiemy, nasze otoczenie jest znacznie cieplejsze od zera bezwzględnego, do tego wokół nas pracuje mnóstwo urządzeń, jest ciepło, są fale elektryczne, jest światło, wibracje – wszystko to są różne formy energii. Dlaczego zatem nie zamienić tej energii na prąd? Właśnie to zrobiono.
Nowa technologia SSS gromadzi i przetwarza energię z zakłóceń elektromagnetycznych generowanych przez wszystkie urządzenia elektryczne. Nowy moduł jest oparty na technologii antenowej opracowanej przez SSS w ramach prac nad tunerami. Mimo małych wymiarów modułu może on generować energię elektryczną z fal elektromagnetycznych o częstotliwości od kilku herców do 100 megaherców i wykorzystywać ją do ładowania akumulatorów oraz zasilania czujników IoT i urządzeń do komunikacji o niskim poborze energii. Po raz pierwszy na rynku technologia zbierania energii oparta na tej metodzie zapewnia wysoką sprawność wytwarzania energii. Efektywne wykorzystanie ignorowanych dotąd zakłóceń elektromagnetycznych jako nowego źródła energii umożliwia stabilne zasilanie urządzeń.
Moduł składa się z bardzo małej liczby elementów. Zapewnia to kompaktową konstrukcję i ułatwia instalację. Co więcej, energię można zbierać nawet wtedy, gdy urządzenie elektroniczne nie jest aktywnie używane — wystarczy, że pozostaje włączone. W rezultacie technologia ta ma szanse znaleźć zastosowanie w fabrykach, biurach, sklepach i domach, zarówno w pomieszczeniach, jak i na zewnątrz. Krótko mówiąc wszędzie tam, gdzie chcemy wykorzystywać np. urządzenia IoT wymagające stałego zasilania i niskiego poboru energii.
O jakich poziomach mocy w ogóle mówimy? Powiedzmy otwarcie, nie są to znaczne ilości energii. Ale ważne jest sam fakt, że wykorzystuje się energię, która dotychczas była po prostu marnowana. SSS podaje, że jeżeli źródłem energii są urządzenia elektroniczne wytwarzające znaczne ilości zakłóceń elektromagnetycznych, takie jak komputery, sprzęt oświetleniowy, automaty sprzedażowe, windy, pojazdy, urządzenia przemysłowe itp., moc uzyskiwana z modułu może wynosić od kilkudziesięciu μW do kilkudziesięciu mW. To ilość energii wystarczająca do zasilenia np. niewielkich czujników IoT czy modułów komunikacyjnych o niskim poborze mocy.
Energię można zbierać nawet wtedy, gdy urządzenie elektroniczne nie jest aktywnie używane — wystarczy, że pozostaje włączone (jest zasilane). Jest to różnica w stosunku do metod zbierania energii, które wykorzystują światło słoneczne, fale elektryczne i różnice temperatury, ponieważ wszystkie one są wrażliwe na czynniki środowiskowe, takie jak jasność czy warunki w pomieszczeniu. Nowy moduł umożliwia ciągłe zbieranie energii.
Taki sposób działania modułu daje jeszcze jedną korzyść. Ponieważ technologia ta stale przechwytuje zakłócenia elektromagnetyczne z urządzeń elektronicznych, pozwala określać wewnętrzny stan urządzenia elektronicznego poprzez wykrywanie zmian w zbieranym napięciu. Z tego powodu może służyć na przykład do weryfikacji normalnego działania oświetlenia lub do przewidywania awarii urządzeń, takich jak roboty z wbudowanymi silnikami. SSS zamierza podjąć współpracę z partnerami z różnych branż przy tworzeniu produktów opartych na tej technologii o potencjalnie szerokim zakresie zastosowań.
