Istotą koncepcji internetu rzeczy (IoT) jest połączenie ze sobą przedmiotów materialnych i zasobów internetowych za pomocą rozbudowanej sieci komputerowej, jaką jest właśnie internet. Pojęcie to obejmuje nie tylko urządzenia do komunikacji, mogą być nimi również: sprzęt RTV i AGD, oświetlenie, instalacja grzewcza, liczniki, samochody oraz czytniki i czujniki.

Nowy artykuł opublikowany przez naukowców z Massachusetts Institute of Technology [MIT) bada opisuje  integracji małych ogniw słonecznych z czujnikami bezprzewodowymi potrzebnymi do zasilania szybko rosnącego ekosystemu jakim jest właśnie internet rzeczy (IoT), z których wiele znajduje się w pomieszczeniach.

Rynek ten może stanowić wyjątkową okazję dla cienkowarstwowych technologii PV, a w szczególności perowskitów, w celu zmniejszenia ryzyka związanego z rosnącą produkcją na skalę komercyjną.

Według MIT, rynek wewnętrznych ogniw fotowoltaicznych, takich jak te używane do zasilania zegarków i kalkulatorów, był wart tylko 140 mln USD w 2017 r. Obniżki cen technologii a więc i energii słonecznej zaczynają zbiegać się ze zmniejszającym się zapotrzebowaniem na energię w przypadku technologii takich jak czujniki bezprzewodowe, znaczniki RFID (radio-frequency identifitaction) i sygnały nawigacyjne Bluetooth.

Miliardy czujników w ciągu kolejnych lat

MIT przewiduje, że w najbliższych latach, zainstalowanych zostanie miliardy tych czujników. Jednocześnie zauważono, że te obecne w głównej mierze polegają na zasilaniu bateryjnym. Jest to główny czynnik ograniczający ich zastosowanie i eksploatację. Zasilanie bateryjne prowadzi dodatkowo do poświęcenia wydajności w celu zwiększenia żywotności baterii oraz dodatkowych operacji i kosztów konserwacji związanych z wymianą tych baterii.

Integracja ogniw fotowoltaicznych z takimi urządzeniami mogłaby rozwiązać wiele z tych problemów. Doprowadziłoby to do boomu na rynku fotowoltaicznym tzw. wewnętrznym. Szacuje się, że ten rynek mógłby w 2024 roku przekroczyć 1 mld USD rocznie.

Dlaczego mówimy o rynku wewnętrznym? Oczekuje się bowiem, że około połowa czujników zostanie umieszczona w pomieszczeniach, z niewielkim lub żadnym dostępem do światła słonecznego. Oznacza to, że ​​ogniwa fotowoltaiczne musiałyby polegać na sztucznym świetle, zwykle o natężeniu trzy rzędy wielkości niższym niż światło słoneczne.

Które technologie znajdą zastosowanie?

Słaba wydajność krzemu przy słabym oświetleniu nie czyni go dobrym kandydatem do zastosowań w pomieszczeniach. Tu więc otwierają się drzwi dla różnych nowych technologii cienkowarstwowych.

Pojawiające się na rynku nowe technologie, w tym materiały organiczne i perowskity, charakteryzują się tym, że nie wymagają wysokiej wydajności promieniowania słonecznego do pracy. Co więcej, zastosowania wewnętrzne minimalizowałyby ich dość dobrze udokumentowane problemy ze stabilnością.

Co więcej, źródło zasilania czujników wewnętrznych może mieć żywotność znacznie krótszą niż 20 lat. Zwłaszcza w przypadku perowskitów MIT twierdzi, że wewnętrzny rynek fotowoltaiczny może być okazją do złagodzenia wielu zagrożeń związanych z ich komercyjnym wprowadzeniem.

Efekt skali – nadzieja na tanie komponenty

Imponujące obniżenie kosztów produkcji energii z wykorzystaniem fotowoltaiki wynikało z osiągnięcia korzyści skali.
Podobnie będzie musiało być w przypadku urządzeń fotowoltaicznych zasilających urządzenia wewnętrzne. To oznacza, że ​​kluczowym czynnikiem będzie niski poziom nakładów na urządzenia i procesy produkcyjne.

Przewidując roczne tempo wzrostu rynku wewnętrznych urządzeń fotowoltaicznych na poziomie 70% naukowcy odnotowują trzy niezbędne kwestie:

– Zestaw uniwersalnych standardów do pomiaru wydajności PV wewnętrznych,
– Rozwój urządzeń specjalnie dostosowanych do tego środowiska,
– Rozwój modeli kosztowych i biznesowych dla produkcji na małą skalę.

Redakcja GLOBEnergia