Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Systemy zbierania energii dla IoT

ghost666 08 Jan 2022 11:49 1629 14
Altium Designer Computer Controls
  • Systemy zbierania energii dla IoT
    Wardenclyffe.
    Rośnie liczba nowych firm, których celem jest pozyskiwanie niewielkich ilości energii ze środowiska. Ta generacja start-upów zajmujących się zbieraniem zasobów energetycznych jest w dużej mierze skoncentrowana na dostarczaniu energii elektrycznej dla wielu dzisiejszych czujników Internetu Rzeczy (IoT). Wizja energii bezprzewodowej nie jest nową koncepcją — obecnie jest tylko o skalę mniej ambitna, jeśli chodzi o ilość energii. Pomysł przesyłania energii elektrycznej w powietrzu narodził się pod koniec lat 90. XIX wieku w umyśle słynnego i niespokojnego wynalazcy Nikoli Tesli. Był on zainteresowany przesyłaniem energii elektrycznej bezprzewodowo na odległość. Wczesne eksperymenty wynalazcy w Colorado Springs w 1899 roku obejmowały nadajnik, cewkę elektryczną o średnicy prawie 16 metrów, która wysyłała w powietrze łuki elektryczne mierzące 40 metrów.

    Na przełomie XIX i XX wieku, wspomniany serbski inżynier — Nikola Tesla — zbudował Wieżę Wardenclyffe w Shoreham w stanie Nowy Jork (patrz zdjęcie po lewej). Początkowo skonstruowana wieża wykorzystywana była do przesyłania wiadomości telegraficznych przez Atlantyk, ale Tesla planował zwiększenie zasięgu Wardenclyffe w celu opracowania pierwszego w historii bezprzewodowego systemu transmisji mocy. Kiedy nie mógł uzyskać od sponsora tego projektu, JP Morgana, niezbędnych funduszy na zmiany, porzucił Wardenclyffe. Miało to miejsce w 1906 roku.

    Tesla ambitnie zaplanował opracowanie Światowego Systemu Zasilania, który miałby emitować darmową energię elektryczną na całym świecie. Oczywiście to się nigdy nie wydarzyło! Wieża Long Island miała być początkowym etapem tego systemu, ale plan z Wardenclyffe upadł przy pierwszej przeszkodzie. Obiekt rozebrano na złom w 1917 roku.

    Bezprzewodowa transmisja energii pozostała fantazją z zakresu science fiction do końca XX wieku. Około 115 lat po tym, jak Tesla po raz pierwszy zaproponował tę koncepcję, na nowo pojawiły się startupy zajmujące się bezprzewodowym zbieraniem energii jako mechanizmu wysyłania niewielkich ilości zasobów energetycznych na bardzo krótkie odległości. Te zasoby są wykorzystywane do wyspecjalizowanych zadań przemysłowych i w urządzeniach konsumenckich. W porównaniu z pierwotnym, niespełnionym marzeniem Tesli, większość nowych firm oferuje pomysły na bezprzewodowe pobieranie energii z otoczenia zapewniające bardzo niewielką moc. Większość obecnie pracujących nad tym firm, skupionych na pozyskiwaniu energii — poza Emrod w Nowej Zelandii — koncentruje się na gromadzeniu niewielkich ilości zasobów energetycznych z fal radiowych, Wi-Fi, ultradźwięków lub z innych źródeł w otoczeniu.

    Działanie bez baterii

    Firma Everactive Inc jest aktualnie wiodącym start-upem w sektorze pozyskiwania energii ze środowiska, dodatkowo hojnie dofinansowanym, dzięki niedawnemu zamknięciu rundy dotacji przedsięwzięć serii C o wartości ponad 50 milionów dolarów. Runda ta została zwiększona ze względu na 16 milionów dolarów strategicznego finansowania od firm 3M i Ericsson, co ogłoszono 29 lipca 2021 roku. Firma zdobyła już łącznie ponad 114 milionów dolarów finansowania od czasu jej założenia, co miało miejsce w czerwcu 2012 roku.

    Start-up, który pierwotnie nosił nazwę: „PsiKick”, opracował czujnik bez baterii (zwany: „EverSensor”), który zbiera energię ze światła słonecznego w pomieszczeniach i na zewnątrz, z gradientów termicznych, z promieniowania RF, wibracji i innych. Najnowsza technologia chipów Everactive zapewnia bezprzewodową komunikację poza zasięgiem wzroku na odległość do 250 metrów.

    Everactive podąża za tradycyjnymi przemysłowymi sektorami IoT (IIoT) ze swoimi produktami. Przekonuje również, że czujnik można zainstalować w 5 minut, np. na odwadniaczu powietrza, a bramka jest w stanie obsłużyć do 1000 takich czujników podczas pracy. Celem firmy jest dalsze zmniejszanie czujników bezbateryjnych z każdą generacją.



    Firma e-peas S.A. z siedzibą w Belgii umożliwia pobieranie energii z wielu źródeł światła (słońce, żarówki i naturalne oświetlenie wewnętrzne), z licznych elementów grzejnych i wibracyjnych, a także z różnych pasm RF (868 MHz, 915 MHz, 2,4 GHz itp.). Analogicznie jak Everactive, technologia e-peas opiera się na chipie krzemowym, jednak ta młoda firma oferuje szereg różnych mikrochipów do zbierania wielu rodzajów energii pozyskiwanej: „z powietrza”, w tym specjalny układ przeznaczony do: „wydobywania” mocy ze światła, wibracji i fal radiowych. Firma ta zdobyła do tej pory 13,8 miliona dolarów finansowania. Spółka nawiązała współpracę z takimi firmami jak SODAQ, która opracowała urządzenie do śledzenia zasobów w systemie IoT zasilane energią słoneczną, a wykorzystujące chip AEM10941 od e-peas.

    Z kolei holenderski startup — Nowi Energy — zebrał do tej pory 10,5 miliona euro od funduszy Venture Capital. Firma ta jest finansowana przez holenderski podmiot inwestycyjny Disruptive Technology Ventures. Nowi opracowało układ do zarządzania energią NH2. Startup współpracował z HiSilicon, marką projektującą mikroczipy, a należącą do HUAWEI, aby połączyć H2 z rozwiązaniem NB-IoT chińskiej firmy. (Nic dziwnego, że chińska marka chciałaby stworzyć system zbierania energii, który obsługuje NB-IoT). Nowi współpracuje z takimi podmiotami jak Murata Manufacturing i Nordic Semiconductor, aby połączyć swój układ zarządzania energią z różnymi systemami komunikacji Low Power Wide Area (LPWA), w tym LoRaWAN, SigFox, a także LTE-M i NB-IoT.

    Marka sprzedaje swój produkt NH2 jako jeden z najmniejszych dostępnych na rynku układów scalonych do zbierania energii, odpowiedni do stosowania w przemysłowych czujnikach IoT i elektronicznych etykietach na półki, a także w produktach konsumenckich, takich jak piloty do telewizorów. Chip firmy Nowi pobiera energię ze światła lub z wibracji otoczenia, ale nie może jednocześnie czerpać mocy z obu źródeł.

    Istnieje wiele innych start-upów zajmujących się systemami zbierania energii, takich jak: 8Power, Quester i Wiliot, które pozyskują finansowanie, pomimo plagi koronawirusa, wciąż pustoszącego wiele sektorów przemysłu na całym świecie. Obecnie można być świadkami miniboomu, jeśli chodzi o gotówkowe inwestycje funduszy Venture w start-upy zajmujące się pozyskiwaniem energii ze środowiska. Powód jest oczywisty. Usunięcie baterii z równania w przypadku aplikacji przemysłowych obniża koszty i skraca godziny pracy ludzi spędzających czas na ich wymianie. Używanie sprzętu bez baterii w warunkach przemysłowych i konsumenckich może również znacznie zmniejszyć liczbę baterii wyrzucanych na wysypiska śmieci na całym świecie. Szacuje się, że w samych Stanach Zjednoczonych utylizuje się rocznie 3 miliardy baterii!

    Firma Everactive twierdzi, że gdyby rozmieścić w fabryce 10 000 przemysłowych czujników IoT zasilanych bateryjnie, aby przesyłać w czasie rzeczywistym dane o stanie maszyn, zespół konserwujący ten system wymieniałby około 2000 baterii rocznie. Wiele z tych czujników byłoby umieszczonych w trudno dostępnych miejscach, co dodatkowo zwiększałoby czas i koszty potrzebne do wymiany ogniw, napędzających te systemy.

    Wczesne stadia

    Jesteśmy na najwcześniejszym etapie rozwoju mechanizmów pozyskiwania energii dla IoT. Samo wdrożenie zasilanych energią słoneczną czujników dla odwadniaczy nie pozwoli zaoszczędzić ogromnych ilości energii ani uniemożliwić szerokiego stosowania baterii na całym świecie. Nadal będziemy musieli widzieć ponure skutki przemian klimatycznych, od szalejących pożarów po drastyczne zmiany we wzorcach opadów, niszczące przyjazne środowisko dla ludzi na Ziemi… Jednak od czegoś trzeba zacząć, a pozyskiwanie energii może w końcu okazać się jednym z elementów prowadzących do bardziej ekologicznej przyszłości.



    Źródło: https://www.eetimes.com/energy-harvesting-startups-could-power-some-iot-dreams/

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10778 posts with rating 9158, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    spec220
    Level 24  
    To prawda... P. Tesla miał ciekawe pomysły gdzie jednym z projektów było ponoć wygenerowanie pioruna kulistego, którego "żywotność"/ trwałość utrzymywania się ładunku przestrzennego, czy też energii przestrzennej była stosunkowo długa...
    O ile mowa o pozyskiwaniu energii, to bardziej skłoniłbym się w kierunku ładunków zgromadzonych w samej atmosferze w regionach gdzie aktywność wyładowań atmosferycznych jest bardzo częsta, oraz natężenie tych zjawisk osiąga duże wartości... I nie chodzi tutaj o budowanie jakiś gigantycznych kondensatorów, bo to liche rozwiązanie, a jedynie o stworzenie tzw. spolaryzowanej "bańki elektronowej" coś na wzór pioruna kulistego z tym że rozciągniętego pomiędzy Ziemią (GND) a spolaryzowaną atmosferą... Rozchodzi się o to aby doprowadzić do zjawiska kontrolowanego przepływu elektronów pomiędzy GND a atmosferą, bez wyładowań. Coś na wzór gigantycznej lampy elektronowej. Gdzie "bańkę" biedzie stanowić zamknięte pole elektryczne zjonizowanej przestrzeni tzw. Tunelu migracyjnego elektronów...
  • #3
    Marek_Skalski
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Ile kosztuje taki sensor bez baterii i jaka jest jego żywotność? Na stronie producenta nie można znaleźć takich informacji. https://everactive.com/remote-asset-monitoring-solutions/steam-trap-monitoring/

    Dlaczego ten system działa? Ponieważ w systemach zasilania parą mamy do czynienia z dużymi różnicami temperatur, a to daje szansę na działanie termogeneratorów, których sprawność i zdolność przetwarzania energii jest niska.
    W ilu fabrykach na świecie energię do napędu urządzeń przesyła się za pomocą pary? Trochę fabryk zwiedziłem i zazwyczaj system energetyczny opierał się na instalacji elektrycznej, a do transportu produktów używano systemów mechanicznych. Para jest używana w elektrowniach, ciepłowniach, rafineriach, przemyśle spożywczym, chemicznym i farmaceutycznym. Większość z tych obszarów jest aktualnie zwalczana z uwagi na wysoki ślad węglowy, więc patrząc w przyszłość, rynek się kurczy.

    ghost666 wrote:
    Firma Everactive twierdzi, że gdyby rozmieścić w fabryce 10 000 przemysłowych czujników IoT zasilanych bateryjnie, aby przesyłać w czasie rzeczywistym dane o stanie maszyn, zespół konserwujący ten system wymieniałby około 2000 baterii rocznie. Wiele z tych czujników byłoby umieszczonych w trudno dostępnych miejscach, co dodatkowo zwiększałoby czas i koszty potrzebne do wymiany ogniw, napędzających te systemy.

    A teraz proszę o uzasadnienie dlaczego w fabryce, w której istnieje sensowna infrastruktura dla maszyn i 10 tysięcy czujników, ktoś miałby umieścić układy zasilane bateryjnie w trudno dostępnych miejscach? Przecież to jest zaprzeczenie logiki. Pomysł z zasady idiotyczny. Jeżeli ktoś tworzy rozwiązania problemów budowanych na takiej podstawie, to chyba tylko w celu sprzedaży marzeń, aby pozyskać fundusze na wygodne życie dla siebie. Niby nic złego, ale nie można tego nazwać rozwojem technicznym.

    ghost666 wrote:
    Istnieje wiele innych start-upów zajmujących się systemami zbierania energii... które pozyskują finansowanie, pomimo plagi koronawirusa, wciąż pustoszącego wiele sektorów przemysłu na całym świecie.

    A to już jest polityka z elementami demagogii. Pieniądze są pompowane w startupy, ponieważ banki centralne pompują miliardy i biliony na rynek, aby tylko podtrzymać działanie systemu, który jest skrajnie niewydolny i powinien zostać zreformowany. A gospodarkę pustoszą decyzje polityczne, a nie wirus, który dziwnym trafem jest zagrożeniem tylko w krajach o ugruntowanych tradycjach demokratycznych.
  • #4
    Erbit
    Level 41  
    Marek_Skalski wrote:
    Pieniądze są pompowane w startupy, ponieważ banki centralne pompują miliardy i biliony na rynek, aby tylko podtrzymać działanie systemu, który jest skrajnie niewydolny i powinien zostać zreformowany. A gospodarkę pustoszą decyzje polityczne, a nie wirus, który dziwnym trafem jest zagrożeniem tylko w krajach o ugruntowanych tradycjach demokratycznych.


    Szkoda, że tak niewielu to rozumie.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #5
    spec220
    Level 24  
    Marek_Skalski wrote:
    A teraz proszę o uzasadnienie dlaczego w fabryce, w której istnieje sensowna infrastruktura dla maszyn i 10 tysięcy czujników, ktoś miałby umieścić układy zasilane bateryjnie w trudno dostępnych miejscach?

    Coś na ten temat wiem. Były owszem prezentacje swoich produktów przez różne firmy, ale na tym raczej się kończyło, a jeżeli już to naprawdę w bardzo sprzyjających warunkach dla tych urządzeń ... Licho też wypadała sama bezprzewodowa wymiana danych pomiędzy przetwornikami a przetwornikami oraz "macierzą"...
  • #7
    ghost666
    Translator, editor
    Ziemowit1973 wrote:
    1 482,27 zł 5%OFF | Brady magnetyczny napęd, darmowa energia, czysty silnik magnetyczny
    https://a.aliexpress.com/_vNkHOR
    ---
    działa to ???


    Nie
  • #8
    spec220
    Level 24  
    ghost666 wrote:
    Ziemowit1973 wrote:
    1 482,27 zł 5%OFF | Brady magnetyczny napęd, darmowa energia, czysty silnik magnetyczny
    https://a.aliexpress.com/_vNkHOR
    ---
    działa to ???


    Nie

    Są tacy którym to ustrojstwo działa, a może "tylko działa" i na jakiej zasadzie? Przykład poniżej;
    https://www.youtube.com/watch?v=VDy6i4DyB2Y
    https://www.youtube.com/watch?v=8RZB1xstXS0

    A tu podobne konstrukcje;
    https://www.youtube.com/watch?v=-MKrsr0KDQo
    https://www.youtube.com/watch?v=7P3dn6UQceE
    https://www.youtube.com/watch?v=FttoYKHLyXs

    Linków na YT można mnożyć...
  • #9
    PPK
    Level 28  
    Uwierzę jak na własne oczy zobaczę i pomierzę... Co do startup'ów, to proszę mnie nie rozśmieszać. Nowoczesna metoda prania kasy...W rzadkich wypadkach, przejmowanie cudzych pomysłów rokujących jakiś zysk finansowy lub naukowy. Bez złudzeń, nic nie ma darmo. Możliwe są nowe odkrycia naukowe ale jeśli są TANIM zastępstwem istniejących rozwiązań, to nikt w to nie zainwestuje. Jeśli masz pomysł i kasę, to realizuj CICHO i POUFNIE. A jak wyjdzie, to produkuj sam za własną kasę albo z udziałem zewnętrznym -ale mniejszościowym.
  • #10
    spec220
    Level 24  
    PPK wrote:
    Jeśli masz pomysł i kasę, to realizuj CICHO i POUFNIE. A jak wyjdzie, to produkuj sam za własną kasę albo z udziałem zewnętrznym -ale mniejszościowym.

    Hehe... :D Konkurencja Ciebie "zabije"... Niczego nie zrealizujesz... Nawet jak zbudujesz działający układ oraz zamkniesz w magicznym pudełku z pytajnikiem ????, to przy współczesnej technologii inwigilacji środowiska społecznego skradną Twój pomysł na Twoich oczach, a Ty niczego nie zauważysz, a tym bardziej nie będziesz czegokolwiek podejrzewać... Później twój patent zostanie usprawniony oraz dopracowany w najlepszych laboratoriach świata, i wyjdzie jako super kompatybilny produkt zanim Ty zbierzesz pierwsze środki na realizację własnej produkcji, że nie wspomnę o wykupieniu ubezpieczenia do własnego prawa patentowego, które Chiny i tak olewają tj. wykup pakietów do emisji CO2...

    Tamte lata "przeminęły z wiatrem" kiedy to nazewnictwo wynalazków, czy też jednostek miary, wielkości itp. pochodziło od ich autorów...

    Tak to niestety widzę... :(
  • #11
    PPK
    Level 28  
    Niestety, tak jest o czym się przekonałem osobiście - może nie patent ale "wzór użytkowy"..... :(
  • #12
    spec220
    Level 24  
    Jeżeli masz zdrowie, oraz stałą robotę, to wszystkie ciekawe (cenne) rozwiązania rzucaj do szuflady, i się nimi nie chwal, bo i tak tego nikt nie doceni, poza własną kieszenią...
    Świata już nie dogonisz, a w pośpiechu złapiesz tylko zadyszki....
  • #13
    PPK
    Level 28  
    Co ciekawe, w szanujących się krajach (m.in. USA) Urząd Patentowy raczej nie ocenia REALNOŚCI czy NAUKOWEJ POPRAWNOŚCI wynalazku/rozwiązania, tylko zajmuje się jego rejestracją i sprawdza, czy nie narusza on innych patentów/praw. Nasz Urząd celuje w NAUKOWOŚCI...
  • #14
    spec220
    Level 24  
    PPK wrote:
    Nasz Urząd celuje w NAUKOWOŚCI

    Hej, a to u nas jest taki urząd?
    Były przypadki, że ktoś coś tam zgłosił, ale zawsze czegoś brakowało, bo brakowało komuś np. środków albo było coś nie tak... Później za jakiś czas masz praktycznie to samo na rynku, ale z patentem jakiejś korporacji albo firmy... Natomiast u nas, jak już coś nawet pomyślnie zgłosisz jako indywidualna osoba, to po weryfikacji okazuje się, że byłeś tzw. "drugi" jak w przypadku linii oczekującego połączenia z obsługą klienta, na którą nie da się fizycznie dodzwonić... :D
  • #15
    bolek
    Level 35  
    spec220 wrote:
    PPK wrote:
    Nasz Urząd celuje w NAUKOWOŚCI

    Hej, a to u nas jest taki urząd?
    Były przypadki, że ktoś coś tam zgłosił, ale zawsze czegoś brakowało, bo brakowało komuś np. środków albo było coś nie tak


    Na razie 100% moich wniosków zostało uznane. Większy problem to pilnowanie płatności.