Skal internet of things, elektronikk i klær og andre ting vi har på oss, RF-brikker og andre nye trender bli til virkelighet må dingsene klare seg selv.
Vi kan ikke løpe rundt og bytte milliarder av knappcellebatterier i tide og utide. Løsningen er det mange omtaler som energy harvesting – energihøsting.
Mange former for høstbar energi
Den mest åpenbare formen for slik energihøsting er solcellepaneler. En sensor som måler ett eller annet og sender resultatene trådløst til en mottaker trenger strøm.
Kan man utstyre den med et lite solcellepanel kan det være nok til å holde batteriet ved like. I det minste til det er helt utslitt av antallet ladesykluser.
Men det finnes mange andre former for tilgjengelig energi som også lar seg fange. Kroppsvarme eller andre former for varme kan omdannes til strøm. En temperaturforskjell på 10 til 15 grader er nok til å kunne høste elektrisk energi.
Til og med vibrasjoner kan omsettes til strøm. Det kan også radiobølger, selv om energien det er mulig å fange inn fra mobilnett eller wifi er ekstremt liten.
Les også: – Kommersialisering av kald fusjon er nært forestående
Stort behov
Behovet for slike «selvtrekkende» dingser er enormt og det spenner fra det nyttige til det makelige. Det hadde vært greit om du slapp å bytte batteri på brannvarsleren fordi den skaffet seg strøm selv. Og det hadde vært fint om fjernkontrollen aldri trengte nytt batteri.
Det er neppe nok energi tilgjengelig for å eliminere ladebehovet til en mobiltelefon, men om den kunne gå to dager i stedet for én ville mye være gjort.
Mer nyttig hadde det vært om pacemakere kunne hente energien fra kroppen de var operert inn i, og om rørledninger, telekommunikasjon og annen infrastruktur i ødemarken ikke trengte strøm for å melde fra om tilstanden.
– De enhetene som først og fremst peker seg ut til å drives med energihøstesystemer er de med lav datarate og lavt strømforbruk, som ikke sender eller mottar informasjon ofte. Selv med slike begrensinger er markedet enormt og det vokser, sier sjef for systemer for energiadministrasjon i Texas Instruments, Upal Sengupta, på telefon fra Dallas i USA.
Fremtidens bygninger vil ha et veldig stort antall sensorer som trenger strøm. Det kan være overkommelig i en privat bolig å skifte batterier, men i store bygg blir det en enorm oppgave.
Les også: Nytt vindu kan generere strøm
Gjør det mulig
Texas Instruments har kastet seg over dette området og har utviklet sentrale kontrollbrikker for å hente og levere energi.
– Den nye brikkegenerasjonen vi nå lanserer kan hente strøm på et mye lavere spenningsnivå enn tidligere. De kan generere strøm fra kilder som ikke leverer mer enn 120 mV og de kan brukes på et mye bredere område av teknologi for høste strøm. Brikkene er mer integrert og effektive enn før, og det må til når vi skal fange energi fra kilder som leverer så beskjedne energimengder. Skal vi drive den nye verden må vi bevege oss fra watt til mikrowatt, sier Sengupta.
En slik brikke må gjøre flere ting samtidig. Det viktigste er at den må konvertere spenningen på svært lavspent likestrøm til en spenning som kan brukes til å lade en battericelle, vanligvis mellom 1,8 og 3,3 volt.
Den må også styre ladingen og utladingen av den typen strømlagring som benyttes.
Les også:
– At strøm ikke skal brukes til oppvarming, er religion for ingeniørene
