Ambient Light Harvester – Indoor Solarzellen f├╝r vernetzte Ger├Ąte

Das Internet der Dinge (IoT) bestimmt in zunehmendem Ma├če unseren Alltag. Immer mehr ├╝ber das Internet miteinander vernetzte Ger├Ąte erleichtern die Arbeit, erh├Âhen den Komfort und sorgen f├╝r mehr Lebensqualit├Ąt. Es wird gesch├Ątzt, dass bis zum Jahr 2025 rund 75 Milliarden smarte IoT Ger├Ąte im Einsatz sein werden. Und sie alle werden Energie ben├Âtigen.

Ambient Light Harvester – Indoor Solarzellen Bildquelle: Marina Freitag

Ambient Light Harvester – Energieversorgung ohne Akku und Netzanschluss

Damit das Internet der Dinge Realit├Ąt werden kann, ohne die Umwelt durch den unvermeidlichen hohen Energieverbrauch zu belasten, sind neue L├Âsungen f├╝r die Energieversorgung gefragt. Wenn es nach einer Forschergruppe der Universit├Ąt Uppsala in Schweden geht, werden Wearables, Smartphones und andere vernetzte Ger├Ąte in Zukunft lokal, wartungsarm und unabh├Ąngig von Akkus oder Netzstrom mit Energie versorgt. Solarzellen f├╝r Innenr├Ąume, sogenannte Ambient Light Harvester sollen das Licht von Leuchtstoffr├Âhren 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├Ąt Uppsala. Die Solarzellen sollen geeignet sein, eine Vielzahl von vernetzten Ger├Ąten mit ausreichend Energie zu versorgen.

Licht von LEDs und Leuchtstofflampen als Energiequelle

Laut Prof. Freitag sind die neuartigen Solarzellen in der Lage, gro├če Mengen Energie zu erzeugen und die f├╝r die Stromversorgung von vernetzten Ger├Ąten wichtige hohe Spannung aufrechtzuerhalten. Dazu ist jedoch eine detaillierte Kenntnis der von Leuchtstofflampen und LEDs abgestrahlten Lichtspektren erforderlich. Auf Grundlage dieser Kenntnis k├Ânnen geeignete Farbstoffe entwickelt und f├╝r eine optimale Lichtausbeute in Innenr├Ąumen abgestimmt werden. Basis f├╝r die neuen Solarzellen ist ein auf einem Kupferkomplex basierender Elektrolyt. Dieser Elektrolyt wurde speziell f├╝r die Gewinnung von elektrischem Strom aus dem Licht von Leuchtstofflampen und LEDs entwickelt. Insgesamt soll der Wirkungsgrad der Lichternter den von herk├Âmmlichen Silizium-Solarzellen ├╝bertreffen.

KI und automatisiertes Lernen f├╝r maximale Energieausnutzung

Erg├Ąnzt wird das System durch ein in Zusammenarbeit mit der Technischen Universit├Ąt in M├╝nchen entwickeltes sogenanntes adaptives Power Management. Dieses Power Management sorgt durch eine Kombination von KI und automatisiertem Machine Learning daf├╝r, dass die lichtbetriebenen IoT Ger├Ąte die zur Verf├╝gung stehende Lichtmenge und die daraus produzierte elektrische Energie intelligent nutzen. Das hei├čt, die Ger├Ąte werden je nach Beleuchtungsst├Ąrke aktiv, f├╝hren Rechenoperationen durch, wenn gen├╝gend Licht zur Verf├╝gung steht oder reduzieren Energieverluste bei der Datenspeicherung. Mit der intelligenten Technik soll erreicht werden, dass die verf├╝gbare 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├╝r Mensch und Umwelt unbedenklichen Materialien. Eine wichtige Voraussetzung f├╝r die Nachhaltigkeit des Internets der Dinge.

Quelle: Universit├Ąt Uppsala

Bildquelle: Marina Freitag_Universit├Ąt Uppsala

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