数万亿微型太阳能电池板如何为物联网供电?
它预示着我们的生活方式的重大奔腾。物联网,1个关于物件之间可以通过全球性网络互连的概念,将在走进千家万户,帮你保持健康乃至查看你冰箱中食品的数量。这意味着到2020年将有上万亿的新型“智能传感器”安装在世界每一个角落。但我们可以用甚么给这些装备供电?
在某些情况下,能量来源是不言而喻的:冰箱或交通讯号灯中的传感器可以直接接入主电源获得能量。但对像检测遥远水库的水质,铁线路的裂缝,或农家奶牛的健康及情绪等行动的物资进行能源供应是很辣手的。
有机太阳能电池板也许是1个解决方案。它们价钱便宜,而且相当灵活,不管微型传感器外形怎样都可以为其供电。它的单元大小可以做到仅两微米厚——大约只有人类头发宽度的1/50——但却可以通过如此小的表面接收大量的光线。
这些有机光伏电池(OPVs)不同于硅太阳能电池,由于它们可以完全由特殊的合成有机材料制作,这些材料常附着在诸如PET这样的便宜基板上,PET亦即用于软饮料瓶盖和食品包装袋上的1种聚酯材料。并且上述这类特殊材料更轻,更灵活,乃至可以调制成不同的色彩——谁说太阳能电池必须是纯黑色的啦?
用粉色太阳能板让你的家活泼起来
重要的是,只需要1天的时间,OPVs就可以将它们所消耗的能量充满,所用时间也就是人们所称的“能量偿还时间”,相比之下,通常的硅太阳能电池板花费的时间大约是1到2年。
有机光伏电池也能够安装至像屋顶瓦片或乃至衣物这样的3维表面。我与同事们在我们的最新研究中证明,这样的情势让它更有效的捕捉弥漫性或倾斜的光线。也许这对1个阳光明媚的国家内的太阳能农场并没有太大差别,但对那些高纬度云量较多的地区效果就相当明显了。
并且,这样的改变对物联网更可谓是前沿的领导者。这数万亿个传感器只有少数1些会正面朝上的安置在阳光之下;更多的是安装在光只能间接照耀到的位置。微型有机太阳能电池将可以全天捕获太阳能,乃至能安置在室内或衣服上。
不可否认这样的技术有巨大的需求。“万亿个传感器”的概念乍看之下相当奇异,但仔细斟酌我们所身处的现实,就以1台典型的智能手机为例,就有用于诸如测光、温度、声音、接触、运动、位置、湿度等的数10个传感器。今年将有超过10亿台手机被售出,所以仅在这些手机上就有100亿个新的传感器。固然,不止在智能手机上有智能传感器,它们还经常使用于个人护理,环境监测,安全和运输领域上。
不管确切数字是多少,可以假定,未来将有愈来愈多的传感器被安装使用,并且它们的复杂性和实用性将会呈几何级数增长。我和我在班戈大学(Bangor Universoty)的同事对我们可以如作甚它们供电非常感兴趣,这就是我们研究有机太阳能电池板的缘由。
可曲折的电池板?有机太阳能电池板可以塑造为能适应不同的表面或装备的形态。
虽然工程师总是尝试去通过更好的设计,并试图让传感器在未使用时“睡眠”来下降能源消耗,但低功耗的传感器每次丈量仍需消耗大约3.5mW(毫瓦)的电。而质量更差的传感器所耗功率更加巨大。
假定我们每隔1分钟进行1次丈量,并且每次丈量要耗费30秒,而“普通”传感器每次丈量实际消耗5mW,,那末这样1个普通传感器1年将消耗22Wh(瓦-时)。对它本身而言,这其实不是甚么极大的消耗,仅仅相当于你家的电视运行5分钟的功率。
但将所有传感器消耗的能量全部相加起来。基于上述的单个传感器分析,1万亿个传感器每一年将耗掉21,900千兆瓦时(千兆瓦-时)的电。这是1个数量惊人的电网需求量,相当于几个普通核电站的联合输出。并且,这当中还没有算上处理和存储这些大量数据的数据中心所需消耗的电能。
单个有机太阳能电池(左边)可以绕在1根人类头发丝上——同时仍可以发电。
的确,低功耗电子装备将被开发以用于下降这些传感器的能量需要。但是从长远角度斟酌,许多传感器不能仅依托内部的电池供电,由于电池唯一有限的能量。特别是对众多安置在偏僻地区,阔别电网或没有电源连接的智能传感器,这更是1个不言而喻的问题。
因此我们必须创造可以从它们所处环境中取得能量的智能传感器,而有机太阳能电池技术则能在这1领域找到其用武之地。
-
张艺谋妻女晒自拍母女颜值爆表
明星,怎么说也是个人吧。时不时晒晒照片,来个自拍什么的不足为奇。明星张婷与其女儿,在平安夜当晚晒自拍...[详细]
-
视帝陈豪爱妻陈茵媺爬山遇发哥为拍贴脸合照
视帝陈豪的爱妻陈茵媺“野生捕获”到周润发,抛开丈夫,完全放下矜持,就像树熊那样缠绕树干般搂紧周润发脖...[详细]
-
蒙面唱将猜猜猜第三季播出时间
《蒙面唱将猜猜猜》第三季于2018年10月21号每周日晚21:10分播出。《蒙面唱将猜猜猜》是江苏卫视的王牌节目,201...[详细]
-
郑爽才是中国好老板让助理出演角色进军娱乐
在年初的时候说到 中国好老板 ,大家的第一直觉就是我们的大幂幂了,用一部《三生三世十里桃花》把旗下的艺人...[详细]
-
盘点娱乐圈当下最俊朗的五大男神你喜欢哪一
靳东,1976年12月22日出生于山东,中国内地男演员。1993年,在电视剧《东方商人》中饰演少年高显扬;2005年,出演...[详细]
-
-
M42 因卓越的医疗旅行患者体验而获得全球医疗保健认证认证
佛罗里达州棕榈滩花园2024年5月16日 /美通社/ -
-
TÜV莱茵为华大智造测序仪颁发ISO 14067产品碳足迹证书
深圳2024年5月16日 /美通社/ -- 近日
-
富士胶片参展P&E 2024照片输出解决方案为中国用户绽放更多笑容
上海2024年5月17日 /美通社/ -- 第二十五届中国国
-
中国非公立医疗机构肿瘤早筛标准研讨会在杭顺利召开
觅瑞公司助力中国健康体检升级 杭州2024年5月
-
富士胶片新品X射线透视装置,助力中国医疗新发展
上海2024年5月17日 /美通社/ -- 今年是富士胶片集
-
第六届CMIA医学创新大会,5月24日青岛盛大召开
北京2024年5月17日 /美通社/ -- 风起潮涌,日日逐
-
-
-
肝纤维化不能吃什么?肝纤维化饮食的注意事项有哪些?
中国人口14亿多,其中有9000万乙肝病毒感染者
-
肝硬化需要全疗程用药吗?哪个品牌的软肝片好?用药讲疗程,安全有保证!
人们常说“慢性病要以慢治慢”。古人倡导“
-
肝硬化的突出表现有哪些?用什么药软肝效果好?保肝软肝就选中成药
肝硬化是一种常见慢性病,引起肝硬化的病因
-
肝硬化的前期表现有哪些?肝硬化前期该如何选择软肝药品呢?
中国人的饮酒文化众所皆知,都特别喜欢酒桌
-
肝硬化患者吃什么药好,复方鳖甲软肝片有效吗?疗效值得认可
我国是肝病高发生率大国,每年有超过120万病
-
肝硬化吃复方鳖甲软肝片怎么样?复方鳖甲软肝片功效与作用来评价
肝硬化是一种常见的慢性肝病,是由一种或多
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-