Ambient Light Harvester – Indoor Solarzellen f√ľr vernetzte Ger√§te

Das Internet der Dinge (IoT) bestimmt in zunehmendem Ma√üe unseren Alltag. Immer mehr √ľber das Internet miteinander vernetzte Ger√§te erleichtern die Arbeit, erh√∂hen den Komfort und sorgen f√ľr mehr Lebensqualit√§t. Es wird gesch√§tzt, dass bis zum Jahr 2025 rund 75 Milliarden smarte IoT Ger√§te im Einsatz sein werden. Und sie alle werden Energie ben√∂tigen.

Ambient Light Harvester – Indoor Solarzellen Bildquelle: Marina Freitag

Ambient Light Harvester – Energieversorgung ohne Akku und Netzanschluss

Damit das Internet der Dinge Realit√§t werden kann, ohne die Umwelt durch den unvermeidlichen hohen Energieverbrauch zu belasten, sind neue L√∂sungen f√ľr die Energieversorgung gefragt. Wenn es nach einer Forschergruppe der Universit√§t Uppsala in Schweden geht, werden Wearables, Smartphones und andere vernetzte Ger√§te in Zukunft lokal, wartungsarm und unabh√§ngig von Akkus oder Netzstrom mit Energie versorgt. Solarzellen f√ľr Innenr√§ume, sogenannte Ambient Light Harvester sollen das Licht von Leuchtstoffr√∂hren und LEDs in elektrische Energie umwandeln. Entwickelt wurden diese neuartigen Solarzellen von einem Forscherteam unter Leitung von Marina Freitag, Assistenzprofessorin im Fachbereich Chemie der Universit√§t Uppsala. Die Solarzellen sollen geeignet sein, eine Vielzahl von vernetzten Ger√§ten mit ausreichend Energie zu versorgen.

Licht von LEDs und Leuchtstofflampen als Energiequelle

Laut Prof. Freitag sind die neuartigen Solarzellen in der Lage, gro√üe Mengen Energie zu erzeugen und die f√ľr die Stromversorgung von vernetzten Ger√§ten wichtige hohe Spannung aufrechtzuerhalten. Dazu ist jedoch eine detaillierte Kenntnis der von Leuchtstofflampen und LEDs abgestrahlten Lichtspektren erforderlich. Auf Grundlage dieser Kenntnis k√∂nnen geeignete Farbstoffe entwickelt und f√ľr eine optimale Lichtausbeute in Innenr√§umen abgestimmt werden. Basis f√ľr die neuen Solarzellen ist ein auf einem Kupferkomplex basierender Elektrolyt. Dieser Elektrolyt wurde speziell f√ľr die Gewinnung von elektrischem Strom aus dem Licht von Leuchtstofflampen und LEDs entwickelt. Insgesamt soll der Wirkungsgrad der Lichternter den von herk√∂mmlichen Silizium-Solarzellen √ľbertreffen.

KI und automatisiertes Lernen f√ľr maximale Energieausnutzung

Erg√§nzt wird das System durch ein in Zusammenarbeit mit der Technischen Universit√§t in M√ľnchen entwickeltes sogenanntes adaptives Power Management. Dieses Power Management sorgt durch eine Kombination von KI und automatisiertem Machine Learning daf√ľr, dass die lichtbetriebenen IoT Ger√§te die zur Verf√ľgung stehende Lichtmenge und die daraus produzierte elektrische Energie intelligent nutzen. Das hei√üt, die Ger√§te werden je nach Beleuchtungsst√§rke aktiv, f√ľhren Rechenoperationen durch, wenn gen√ľgend Licht zur Verf√ľgung steht oder reduzieren Energieverluste bei der Datenspeicherung. Mit der intelligenten Technik soll erreicht werden, dass die verf√ľgbare Energie maximal genutzt wird.

Nach Aussage von Prof. Freitag bieten die Ambient Light Harvester eine bislang einmalige Kombination aus hoher Effizienz mit geringen Kosten und f√ľr Mensch und Umwelt unbedenklichen Materialien. Eine wichtige Voraussetzung f√ľr die Nachhaltigkeit des Internets der Dinge.

Quelle: Universität Uppsala

Bildquelle: Marina Freitag_Universität Uppsala

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