Așa cum am repetat în nenumărate rânduri, Internetul Lucrurilor (sau in engleză Internet of Things) este un concept care pune în evidență faptul ca orice dispozitiv electronic se poate conecta la Internet pentru a colecta, genera sau face schimb de informatii, având astfel o aplicabilitate extinsă.

Utilizarea surselor alternative de energie pentru IoT poate permite senzorilor să recolteze energia din mediile lor, atenuând dezavantajele pe care le prezintă bateriile. Toate dispozitivele Internet of Things necesită putere pentru a urmări activele în care sunt instalate. Dar o provocare majoră în implementarea rețelelor de senzori wireless este durata limitată de timp în care senzorii își pot face treaba. Utilizarea bateriilor în senzori aduce dezavantaje majore. În primul rând, există doar o cantitate fină de energie disponibilă în bateria obișnuită. În plus, costul înlocuirii bateriilor în mii de dispozitive, în special în cele din afara locației sau în locații periculoase, poate face ca dislocarea senzorilor fără fir să fie incomodă și să fie prohibitivă, potrivit lui Ahmad Salman, profesor asistent, la Școala de Științe Integrate la Universitatea James Madison și un expert în dispozitive IoT.

„Când încercați să implementați rețele de senzori fără fir care să urmărească anumite păsări din junglă, vă așteptați să le implementați și să le lăsați timp de cinci ani să adune cât mai multe date din acest interval. Cu siguranță nu veți merge să încărcați bateriile sau să nu le „înlocuiți” din când în când ”, a spus el.
Răspunsul este să încărcați aceste baterii, permițând senzorilor să recolteze energie din mediul înconjurător, a declarat Jerry Luo, lector în domeniul stocării de energie și recoltarea energiei la Universitatea Cranfield din Regatul Unit.	„Aceasta (recoltarea energiei) înseamnă că nu este necesar să trimitem pe cineva să înlocuiască bateria sau să o încarce, deoarece senzorii vor putea funcționa singuri și pentru o perioadă suficient de lungă pentru a colecta datele”, a  mai spus el.
Procesul de colectare a energiei din surse externe - cum ar fi lumina, căldura și vibrațiile - este de a alimenta dispozitivele IoT  și se numește recoltare de energie.
Aceste surse alimentează diferit dispozitivele IoT. Să ne uităm la rândul lor la aceste metode.

Energia solară

În multe cazuri, energia solară este opțiunea nr. 1, cu excepția cazului în care senzorul este subteran sau într-o locație fără soare, a spus Luo.

O baterie reîncărcabilă combinată cu un panou solar este suficientă pentru a alimenta un dispozitiv IoT la nesfârșit, a declarat Shams Kanji, managerul tehnicii de vânzări la Morey Corp.

În aceste aplicații, dispozitivul IoT este configurat pentru a citi senzorii și pentru a transmite de obicei date la două-patru ore, a spus el. Configurația dispozitivului este suficient de inteligentă pentru a scala raportarea datelor pe baza puterii stocate.

În majoritatea locațiilor exterioare, bateriile reîncărcabile pot stoca suficientă energie atunci când există lumina soarelui pentru a menține lucrurile să funcționeze când cade întunericul și pe vreme rea. "Panourile solare și bateriile reîncărcabile funcționează pentru majoritatea mediilor și regiunilor geografice, dar nu pentru toate, de exemplu: Alaska în lunile de iarnă", a spus Kanji.

Energie mecanică

Energia mecanică este o altă sursă de energie care alimentează IoT.
"Mașinile care pot fi implementate în centralele electrice își produc propriile vibrații, iar vibrațiile din acest utilaj greu produc multă energie", a spus Salman. „Acestea pot produce până la 150 microwati pe centimetru pătrat care pot fi utilizate. Deci, dacă aveți dispozitive IoT care sunt pe curele de fabricație sau ceva de genul acesta, le puteți alimenta complet de la vibrațiile produse de aparatul pe care îl monitorizează. "

Mișcarea de maree

Tehnologia de recoltare a energiei poate valorifica, de asemenea, puterea valurilor oceanelor și transforma mișcarea lor în energie electrică cu o abordare piezoelectrică, a spus Soley.
Cercetătorii au explorat utilizarea mișcărilor de maree pentru a genera electricitate în California și Costa Rica, printre alte locații, a adăugat el.
Un dispozitiv piezoelectric încorporat în pompele subacvatice ale unei platforme petroliere în larg ar putea recolta energie din mișcarea mareei înconjurătoare și a alimenta senzorii IoT pentru a monitoriza starea pompei și a trimite datele înapoi la un lucrător îndepărtat.

Energie termoelectrică

Recoltarea energiei termoelectrice utilizează dispozitive semiconductoare pentru a extrage energia din diferențele de temperatură din mediile naturale și cele create de om. Generatoarele termoelectrice convertesc fluxul de căldură în energie electrică.
"Dispozitivele cu semiconductor pot recolta căldura reziduală de pe suprafața fierbinte și o pot transforma în energie electrică", a spus Luo. „Când există o diferență de temperatură, există un loc fierbinte și un loc rece, care este cunoscut sub numele de diferență de temperatură.”
În cazul în care nu există vibrații, energie mecanică și energie solară,  energia termoelectrică poate fi utilizată dacă există o suprafață fierbinte, deoarece dispozitivele semiconductoare pot recolta căldura reziduală de pe suprafața fierbinte și o pot transforma în energie electrică, a spus el.
„Acest lucru ar putea fi posibil pe o conductă de petrol sau gaz”, a spus el. „De obicei, pe o conductă au căldură reziduală, dar de obicei nu prea au vibrații, iar conducta este de obicei subterană sau nu este expusă la soare. Astfel, pot utiliza energia termică de pe suprafața conductei pentru a furniza energie electrică. 
"Un dezavantaj al utilizării energiei termoelectrice este cheltuiala. „Deci, există oameni care încearcă să crească eficiența și să reducă costurile pentru materialul termoelectric”, a spus Luo.

Tehnologia avansată a bateriei primare

Deși nu este o sursă alternativă de energie, tehnologiile mai noi de baterii primare, cum ar fi clorura de tionil de litiu, dioxidul de mangan, dioxidul de sulf și bateriile cu oxid de argint, au parcurs un drum lung în minimizarea curentului de scurgere și permiterea funcționării la temperaturi extreme, a spus Kanji.
Când sunt practice, aceste baterii sunt mai fiabile decât încărcarea solară, deoarece pot prezice numărul exact de cicluri de transmisie bazate pe capacitatea bateriei și consumul de energie pentru fiecare ciclu de raportare a datelor, a spus el.
"Curentul de scurgere pentru tipul de baterie este specificat și poate fi utilizat pentru calcularea duratei de funcționare", a spus Kanji. „Nivelul de putere poate fi, de asemenea, monitorizat pe parcursul fiecărui raport pentru a remedia orice consum excesiv de energie, trimițând corecții pe dispozitiv în aer. Cu cicluri de transmisie mai lungi, aceste baterii pot furniza energie dispozitivului IoT până la 12 ani, ceea ce este mult mai lung decât durata de viață a proiectului specificată de dispozitiv ”.

Concluzie
Deși este mai complicat să implementăm tehnologii de recoltare a energiei pentru a alimenta dispozitive IoT decât să folosim baterii, conversia energiei din împrejurimile imediate ale dispozitivelor pot permite alimentarea lor permanentă și fără întreținere.

Articol preluat, adaptat și tradus:

https://www.iotworldtoday.com/2020/01/22/finding-alternate-energy-sources-for-iot-devices/