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Sony Semiconductor Solutions entwickelt Energy Harvesting-Modul, das effizient Strom aus elektromagnetischem Rauschen gewinnt
Die Lösung wird dazu beitragen, Stromversorgungsprobleme zu beheben, die durch die weite Verbreitung und Komplexität von Internet of Things (IoT)-Geräten entstehen.
Atsugi, Japan. Die Sony Semiconductor Solutions Corporation (SSS) hat heute die Entwicklung eines Energy Harvesting-Moduls1 bekannt gegeben, das sich die Energie von elektromagnetischem Rauschen zunutze macht.
Das neue Modul verwendet eine Technologie, die im Rahmen der Tuner-Entwicklung bei SSS entstand, um mit hoher Effizienz Strom aus elektromagnetischem Rauschen zu erzeugen. Die Technologie kann beispielsweise das konstante elektromagnetische Rauschen nutzen, das von Robotern in Fabriken, von Bildschirmen und Beleuchtungen in Büros oder von Monitoren und Fernsehern in Geschäften und Wohnungen erzeugt wird, um die stabile Stromversorgung zu gewährleisten, die für den Betrieb von IoT-Sensoren und -Kommunikationsgeräten mit geringer Leistungsaufnahme erforderlich ist.
IoT-Geräte werden immer beliebter, zahlreicher und anspruchsvoller, doch all das erhöht auch die Herausforderungen bei ihrer Stromversorgung. Die hocheffiziente, neue Energy Harvesting-Technologie eröffnet grosse Potenziale für ein breites Spektrum von Anwendungen. SSS will die neue Technologie im Rahmen seiner Bestrebungen zum Aufbau eines Stromkreislaufmodells einsetzen und damit zur Entwicklung einer nachhaltigen, über das IoT vernetzten Gesellschaft beitragen.
Energy Harvesting kann sowohl zur Weiterentwicklung des IoT als auch zur globalen Nachhaltigkeit beitragen. Die Forschung erstreckt sich dabei hauptsächlich auf Bereiche wie elektrische Wellen, Licht, Wärme und Vibration. Der von SSS neu entwickelte Ansatz ist eine Energy Harvesting-Technologie, die Strom aus dem elektromagnetischen Rauschen gewinnt, das alle elektrischen Geräte erzeugen.
Das neue Modul basiert auf einer Antennentechnologie, die im Zuge der Tuner-Entwicklung bei SSS entstand. Es nutzt die Metallteile elektronischer Geräte, die elektromagnetisches Rauschen erzeugen, als Teil einer Antenne und verwendet eine Gleichrichterschaltung2 mit optimierter Stromumwandlungseffizienz. Mit dieser aussergewöhnlichen Struktur kann das Modul elektromagnetisches Rauschen in einem Bereich von einigen Hz bis 100 MHz in elektrische Energie umwandeln und trotz seiner kompakten Grösse IoT-Sensoren und -Kommunikationsgeräte mit geringer Leistungsaufnahme mit Strom versorgen oder Strom zum Laden von Akkus liefern. Die Technologie ist der erste3 Energy Harvesting-Ansatz der Branche, der auf dieser Methode basiert und eine hocheffiziente Stromerzeugung ermöglicht. Durch die effiziente Nutzung des elektromagnetischen Rauschens, das als neue Energiequelle bislang nicht beachtet wurde, ermöglicht das Modul eine stabile Stromversorgung für Geräte.
Die minimale Anzahl von Komponenten ergibt ein kompaktes Design, wodurch sich das Modul flexibler installieren lässt. Zudem kann, solange elektronische Geräte mit Strom versorgt werden, auch dann Energie gewonnen werden, wenn die Geräte nicht aktiv genutzt werden. Die Technologie ist daher in einer Vielzahl von Anwendungssituationen erfolgversprechend, etwa in Fabriken, Büros, Geschäften und Wohnungen – sowohl in Innenbereichen als auch im Freien.
Hauptmerkmale
Kann erhebliche Mengen an Strom erzeugen
Das Modul kann elektronische Geräte, die ein beträchtliches Mass an elektromagnetischem Rauschen erzeugen, als Energiequelle nutzen – zum Beispiel Haushaltsgeräte, Computer, Beleuchtungsanlagen, Verkaufsautomaten, Aufzüge, Autos oder industrielle Geräte. Damit kann das Modul Energie von mehreren Dutzend μW bis mehreren Dutzend MW Leistung gewinnen. So lassen sich IoT-Sensoren und -Kommunikationsgeräte mit geringem Stromverbrauch mit Energie versorgen.
Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeignet
Solange die elektronischen Geräte mit Strom versorgt werden, kann auch dann Energie gewonnen werden, wenn die Geräte nicht aktiv genutzt werden. Das unterscheidet diese Methode von anderen Energy Harvesting-Verfahren, die Sonnenlicht, elektrische Wellen oder Temperaturunterschiede nutzen und allesamt von Umgebungsfaktoren wie der Lichthelligkeit oder dem Raumklima abhängig sind. Das neue Modul ermöglicht deshalb eine kontinuierliche Energiegewinnung.
Die minimale Anzahl von Komponenten ergibt ein kompaktes Design, wodurch sich das Modul flexibler installieren lässt.
Der Gerätestatus kann ermittelt werden
Da diese Technologie kontinuierlich elektromagnetisches Rauschen von elektronischen Geräten aufnimmt, kann sie auch den internen Status dieser elektronischen Geräte erkennen, indem sie Veränderungen in der empfangenen Spannung feststellt. Daher lässt sie sich beispielsweise nutzen, um zu ermitteln, ob eine Beleuchtung normal funktioniert oder um Geräteausfälle vorherzusagen – etwa bei Robotern mit eingebauten Motoren.
SSS freut sich darauf, mit Partnern aus verschiedenen Branchen zusammenzuarbeiten, um Produkte auf der Grundlage der neuen Technologie zu entwickeln, die für ein breites Spektrum von Anwendungen vielversprechende Perspektiven eröffnet.
Bildmaterial finden Sie hier.
Über Sony Semiconductor Solutions
Sony Semiconductor Solutions Corporation ist der weltweit führende Anbieter von Bildsensoren. Wir sind bestrebt, fortschrittliche Imaging-Technologien anzubieten, die das Leben der Menschen komfortabler und angenehmer machen. Darüber hinaus arbeiten wir an der Entwicklung und Markteinführung neuartiger Sensortechnologien mit dem Ziel, verschiedene Lösungen anzubieten, die die Seh- und Erkennungsfähigkeiten von Menschen und Maschinen auf ein höheres Niveau bringen. Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.sony-semicon.co.jp/e/
Weitere Informationen
Medienanfragen: Sony Semiconductor Solutions Corporation
Public Relations: <email-pii>
[1] Energy Harvesting ist eine Technologie, die winzige, in der Umwelt und in Lebewesen vorhandene Energiemengen nutzt und in Elektrizität umwandelt.
[2] Eine elektrische Schaltung, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Da zur Übertragung von elektrischer Energie im Allgemeinen Wechselstrom verwendet wird, wird in den Stromquellen von Geräten, die mit Gleichstrom betrieben werden, eine Gleichrichterschaltung eingesetzt.
[3] Als Energy Harvesting-Technologie. Gemäss Untersuchungen von SSS. Zum Zeitpunkt der Ankündigung am 7. September 2023.