חשמל לאינטרנט של הדברים / קורין לוציו

עד סוף העשור יפעלו בעולם כ-50 מיליארד התקנים מקוונים. מלבד תרמוסטטים חכמים ומכשירי חשמל מקוונים תכלול רשת ה"אינטרנט של הדברים"  (IoT)כמויות עצומות של חיישנים זעירים שיעקבו אחרי כל דבר: החל ממספר צעדים וקלוריות ועד לחות ורמות תאורה. חיבור כל ההתקנים ברשת של כבלי חשמל יפגע מאד בשימושיות שלהם. אוניברסיטאות וחברות מסחריות מפתחות שיטות לאיסוף אנרגיה שישחררו את האינטרנט של הדברים אחת ולתמיד משקע החשמל.

בקיץ 2014, הציגה חברת MicroGen Systems מרוצ'סטר שבניו יורק את Bolt, מחולל בגודל מטבע שממיר תנודות סביבתיות לחשמל שימושי. אפילו רעש קל, למשל אוושת המזגן או זמזום תנור המיקרוגל, גורם לפס המצוי בתוך ההתקן להתנודד. הדבר יוצר זרם חשמלי שעובר לקבל או לסוללה נטענת קטנה.

היתרונות: אפשר לצרף יחידות כאלה להפקת חשמל בקנה מידה גדול יותר. יש רעש בכל מקום.

החסרונות: האנרגיה המופקת מתאימה להתקנים בעלי הספק נמוך בלבד, כגון חיישנים.

החברה הצרפתית SunPartner Technologies פיתחה לוחות סולריים שקופים שאפשר להצמידם למסכים ולמשטחים אחרים. מערך של עדשות-מיקרו הממוקם על גבי החומר הפוטו-וולטאי מטה את האור סביב פסי התאים הסולריים כדי להפוך אותם לבלתי-נראים. החברה כבר מייצרת תצוגות לסמארטפונים ולשעוני יד, ומשלימה כעת פיתוח של אב טיפוס לחיישן מוטמע.

היתרונות: אפשר לשלב משטחים כמעט בלתי נראים בהתקנים רבים.

החסרונות: ההתקנים אינם פועלים היטב בתנאי תאורה משתנים או באזורים חשוכים, למשל במרתפים או מתחת לכיורים.

אב טיפוס שיצרו חוקרים באוניברסיטת וושינגטון אוסף חשמל משידורים אלחוטיים קיימים, כגון שידורי טלוויזיה ורדיו, כדי לשלוח מסרים ברשת Wi-Fi מקומית. ההתקן מחזיר אותות Wi-Fi נבחרים ומקודד נתונים שהתקנים אחרים באותה רשת יכולים לפענח. חברת ההזנק של הצוות מתכוונת להכניס את המוצרים הראשונים לשוק בתוך שנה.

היתרונות: מאפשר גם טעינה של התקנים וגם שידור נתונים.

החסרונות: שידורי Wi-Fi מגיעים בדרך כלל בפרצים, כך שהקישוריות נעשית פחות אמינה וההספק מועט באופן יחסי.

מחולל תרמואלקטרי מנצל את הזרימה הטבעית של אלקטרונים מן הצד החם של חומר מוליך אל צדו הקר, והופך כך את החום של החפץ לחשמל. צוות במכון המתקדם למדע ולטכנולוגיה של קוריאה הציג לאחרונה גרסה קומפקטית שהוטמנה בתוך זכוכית גמישה שהייתה מסוגלת לספק 40 מילי-ואט בטמפרטורת החדר.

היתרונות: פוטנציאל לטעינה רציפה של סוללה, כל עוד ההתקן נוגע בגוף חם.

החסרונות: מצריך הפרש טמפרטורה ניכר (כ-31 מעלות צלסיוס) כדי לפעול. תפוקה נמוכה. מתאים להתקנים לבישים אך לא לחיישנים מפוזרים.

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל