Sony Semiconductor Solutions opracowuje moduł do zbierania energii z otoczenia, efektywnie generujący energię z zakłóceń elektromagnetycznych

Krok ku rozwiązaniu kwestii zasilania coraz bardziej powszechnych i wyrafinowanych urządzeń IoT

Firma Sony Semiconductor Solutions Corporation (SSS) poinformowała o opracowaniu modułu do zbierania energii z otoczenia^*1, który czerpie energię z zakłóceń elektromagnetycznych.

Nowy moduł jest oparty na technologii rozwiniętej przez SSS w ramach prac nad tunerami, efektywnie generującej energię z zakłóceń elektromagnetycznych. Technologia ta pozwala wykorzystać zakłócenia elektromagnetyczne, jakie stale wytwarzają między innymi maszyny w fabrykach, monitory i oświetlenie w biurach czy monitory i telewizory w sklepach i gospodarstwach domowych, do stabilnego zasilania czujników IoT i urządzeń do komunikacji o niskim poborze energii.

Ta wysoko wydajna technologia pozyskiwania energii ułatwi zasilanie coraz popularniejszych i coraz bardziej wyrafinowanych urządzeń IoT w szerokim zakresie zastosowań. SSS zamierza wykorzystać ją w pracach nad stworzeniem modelu obiegu energii, by przyczynić się do budowy zrównoważonego ekologicznie społeczeństwa IoT.

*1: Technologia pozyskiwania niewielkich ilości energii obecnej w środowisku i organizmach żywych w celu jej przekształcenia w energię elektryczną.

Potencjalne zastosowania

Fabryka (z lewej), biuro (na środku), handel (z prawej)

Technologia zbierania energii ma przyczynić się zarówno do rozwoju Internetu rzeczy (IoT), jak i powstania zrównoważonego globalnego środowiska. Głównymi obszarami badań są fale elektryczne, światło, ciepło i wibracje. Nowa technologia SSS zbiera i wytwarza energię z zakłóceń elektromagnetycznych generowanych przez wszystkie urządzenia elektryczne.

Nowy moduł jest oparty na technologii antenowej opracowanej przez SSS w ramach prac nad tunerami. Wykorzystuje ona w antenie metalowe części urządzeń elektronicznych, będące źródłem zakłóceń elektromagnetycznych, w połączeniu z prostownikiem^*2 o podwyższonej sprawności przetwarzania energii elektrycznej, tworząc oryginalną konstrukcję. Mimo małych wymiarów modułu pozwala to 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^*3 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.

*2: Układ elektryczny przekształcający napięcie przemienne na stałe. Do przesyłania energii elektrycznej służy zasadniczo napięcie przemienne, dlatego urządzenia wymagające zasilania prądem stałym wyposaża się w obwód prostownika.

*3: Jako technologia zbierania energii. Na podstawie badań SSS. Według stanu na dzień publikacji komunikatu, 7 września 2023 r.

Opracowany moduł (rozmiar: kwadrat o boku 7 mm)

Główne cechy

■Wysoki poziom wytwarzania energii

Jeśli 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. Pozwala to na zasilanie czujników IoT i urządzeń do komunikacji o niskim poborze energii.

■Szeroki zakres zastosowań

• Energię można zbierać nawet wtedy, gdy urządzenie elektroniczne nie jest aktywnie używane — wystarczy, że pozostaje włączone. 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.
• Moduł składa się z bardzo małej liczby elementów. Zapewnia to kompaktową konstrukcję i ułatwia instalację.

■Możliwość sprawdzania stanu urządzenia

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.

Źródło: materiały prasowe Sony