Het Internet of Things (IoT) verwijst naar een netwerk van fysieke apparaten die met internet zijn verbonden en gegevens kunnen verzamelen en uitwisselen. Deze apparaten kunnen variëren van kleine sensoren en actuatoren tot grotere apparaten zoals slimme huishoudelijke apparaten en industriële apparatuur.

De combinatie van omgevingsenergie en IoT heeft het potentieel om IoT-apparaten en -netwerken van stroom te voorzien zonder afhankelijk te zijn van traditionele energiebronnen zoals batterijen of stopcontacten. Dit kan vooral handig zijn voor IoT-apparaten die in afgelegen of moeilijk bereikbare gebieden worden ingezet en kan de levensduur van de batterij van apparaten verlengen.

Hier volgen enkele manieren waarop omgevingsenergie IoT-apparaten van stroom kan voorzien:

1. Zonne-energie:

- Zonnepanelen kunnen worden gebruikt om zonlicht om te zetten in elektrische energie. Dat kan door kleine zonnepanelen op de IoT-apparaten zelf te plaatsen of door gebruik te maken van basisstations of laadstations op zonne-energie.

2. Windenergie:

- Windturbines kunnen worden gebruikt om de kinetische energie van wind om te zetten in elektrische energie. Kleine windturbines kunnen worden gebruikt om individuele apparaten van stroom te voorzien, of grotere windturbines kunnen worden gebruikt om stroom te genereren voor meerdere apparaten of een netwerk van apparaten.

3. Kinetische energie:

- Kinetische energie kan worden gegenereerd door beweging of trillingen. Piëzo-elektrische materialen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om mechanische energie om te zetten in elektrische energie. Dit kan handig zijn voor het voeden van apparaten die onderhevig zijn aan trillingen of beweging, zoals wearables of sensoren die aan bewegende objecten zijn bevestigd.

4. Thermische energie:

- Thermische energie kan worden opgewekt uit warmtebronnen, zoals het menselijk lichaam of de warmte die wordt gegenereerd door elektronische componenten. Thermo-elektrische generatoren kunnen worden gebruikt om warmte-energie om te zetten in elektrische energie, waardoor ze geschikt zijn voor het voeden van apparaten in omgevingen met temperatuurverschillen.

5. Radiofrequentie (RF) energie oogsten:

- Radiogolven zijn een bron van omgevingsenergie die kan worden opgevangen met behulp van RF-antennes. Deze energie kan worden gebruikt om IoT-apparaten met een laag vermogen, zoals sensoren of bakens, van stroom te voorzien, die slechts kleine hoeveelheden energie nodig hebben om te werken.

Uitdagingen en beperkingen:

Hoewel omgevingsenergie het potentieel heeft om IoT-apparaten van stroom te voorzien, zijn er bepaalde uitdagingen en beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden:

1. Intermittatie: Omgevingsenergiebronnen kunnen intermitterend zijn, wat betekent dat ze mogelijk niet altijd beschikbaar of betrouwbaar zijn. Zo is zonne-energie alleen overdag beschikbaar en is windenergie afhankelijk van de aanwezigheid van wind.

2. Variabiliteit: Omgevingsenergiebronnen kunnen ook variabel zijn in termen van de hoeveelheid energie die ze leveren. Zo is de beschikbare hoeveelheid zonne-energie afhankelijk van factoren als de weersomstandigheden en locatie, en is de beschikbare hoeveelheid windenergie afhankelijk van de windsnelheid.

3. Apparaatvereisten: IoT-apparaten die zijn ontworpen om te worden aangedreven door omgevingsenergie moeten energiezuinig zijn en een laag stroomverbruik vereisen om de effectiviteit van het energieoogstsysteem te maximaliseren.

4. Kosten en complexiteit: Het implementeren van systemen voor het oogsten van omgevingsenergie kan complexer en duurder zijn in vergelijking met traditionele energiebronnen, vooral voor kleinschalige IoT-implementaties.

Onderzoek en vooruitgang:

Er worden onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen geleverd om deze uitdagingen en beperkingen aan te pakken. Vooruitgang op het gebied van technologieën voor het oogsten van energie, het ontwerp van energiezuinige IoT-apparaten en optimalisatiealgoritmen kunnen de betrouwbaarheid en efficiëntie van IoT-netwerken die op omgevingsenergie werken, verbeteren.

Over het geheel genomen biedt het oogsten van omgevingsenergie een duurzame en kosteneffectieve benadering voor het voeden van IoT-apparaten en het vergroten van het bereik van IoT-netwerken in verschillende toepassingen.