تأمین انرژی وسایل داخل خانه با سلولهای خورشیدی هوشمند بدون نور خورشید

شبنم جزایری  

دستگاه‌های متصل به اینترنت برای تامین انرژی به برق نیاز دارند و این به معنای اتصال آنها به شبکه و محدودیت در استفاده است زیرا عمر باتری را محدود می‌کند. بنابراین با افزایش کاربرد اینترنت اشیا (IoT)، دستگاه‌ها و سنسورهای با قابلیت اتصال به اینترنت بیشتر می‌شوند و میلیاردها باتری اضافی تولید می‌شود که هر سال باید بازیافت شوند و یا در غیر این صورت دور ریخته شوند.
در حال حاضر خانوارهای انگلیس به طور متوسط ۲۱ عدد باتری در سال استفاده می‌کند و در مجموع سالانه ۲۰ تا ۳۰ هزار تن ضایعات باتری تولید می‌شود. فقط تعداد بسیار کمی از این باتری‌ها بازیافت می‌شوند (کمتر از ۲ درصد باتری‌های یکبار مصرف و حدود ۵ درصد باتری‌های قابل شارژ) و بیشتر باتری‌ها در محل‌هایی دفن می‌شوند.
نوع جدیدی از سلولهای خورشیدی هوشمند در حال توسعه هستند که می‌تواند با میزان نور موجود سازگار باشد به این معنی که می‌تواند در داخل خانه مورد استفاده قرار گیرند. این سلول‌ها حتی می‌توانند از نسخه‌های بسیار کارآمد که معمولاً برای سفر به فضا استفاده می‌شوند، بهتر عمل کنند. برخی از سلولهای خورشیدی وقتی که الکترولیت مایع درون آنها خشک شود می‌توانند بهتر کار می‌کنند. به همین دلیل آنها را سلولهای خورشیدی زامبی می‌نامند.
نوعی از سلولهای خورشیدی حساس به رنگ هستند که از یک مواد ظریف ساخته شده‌اند و در اصل متفاوت از سلولهای سیلیکونی مشترک ساخته شده اند که در پانل‌های خورشیدی از آنها استفاده می‌شود. آنها معمولاً نور را جذب می‌کنند و الکترون‌ها را آزاد می‌کند تا جریان ایجاد شود و سپس جریان ایجاد شده با استفاده از محلول الکترولیت مایع به الکترودهای سلول منتقل می‌شود.
انتظار می‌رود هنگامی که الکترولیت خشک می‌شود، سلول به طور معمول عملکرد خود را متوقف کند اما این اتفاق نمی‌افتد و در واقع سلول بهتر از زمانی که پر از مایعات است کار می‌کند.
آخرین نسل سلولهای خورشیدی زامبی حتی می‌توانند به جای نور خورشید از نور محیطی مصنوعی استفاده کنند زیرا مانند گیاهان برای به دست آوردن بیشترین بخش انرژی از نوری که در معرض آن قرار دارند، استفاده می‌کنند. این سلولهای خورشیدی داخلی بازده تبدیل انرژی ۳۴ درصددارند و در حقیقت بسیار کارآمد هستند.
زامبی‌های هوشمند
با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین (ML) برای رسیدن به بهترین الگوی مورد استفاده، سلول‌های هوشمند به طور متناوب وارد به حالت خواب می‌روند تا انرژی برداشت شده را در یک بافر انرژی کوچک صرفه‌جویی کنند. آنها تمایل به خواب طولانی‌تر در هنگام وجود نور کم محیط دارند و در صورت وجود نور بیشتر کارهای اصلی خود را انجام دهند.
توانایی استفاده از منبع نور محیطی با بازدهی مناسب در این روش، بدان معنی است که ما می‌توانیم یک کلاس جدید از وسایل اینترنت اشیا را توسعه دهیم که قبلاً کاربردی نبودند.
این امکان می‌تواند برخی از دستگاه‌ها را قادر سازد که در مقایسه با کنترل ساده از راه دور هوشمندتر شوند. این دستگاه‌ها در حال حاضر دارای باتری هستند و تا حد ممکن زمان به‌روزرسانی را کاهش می‌دهند تا عمر باتری افزایش یابد. با وجود پنل‌های فتوولتائیک داخلی، بدون نیاز به باتری یا اتصال به شبکه می‌توان ده‌ها دستگاه کوچک و سنسور محیطی در اطراف خانه و صدها یا حتی هزاران نفر در اطراف محیط کار بزرگ نظیر مارکت‌ها یا انبارها توسعه داد.

برچسب
IOT

۶ فناوری خانگی برای مبارزه با عامل های

با توجه شیوع جهانی ویروس کرونا همچنان ادامه دارد و همه ما می‌خواهیم که از این بیماری در امان باشیم. وقتی بیرون می‌روید، می‌توانید فاصله...

شبنم جزایری
28 سپتامبر 2020
پیشرفت لوازم‌خانگی مبتنی بر IoT

سیستم‌های خانگی مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT) در سراسر جهان از جمله شهر ویساکاپاتنام کشور هند محبوبیت بیشتری پیدا می‌کنند. آپارتمان‌ها، ساختمان‌های تجاری از جمله...

شبنم جزایری
15 جولای 2020

دیدگاه خود را بیان کنید :

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*
*