物联网如何供电：你应该了解的供电技术
由于传统的锂电池对环境的影响以及自身改进的挑战性，它们并不是物联网设备的最佳电源，但却有一个完美的替代方案:能源收集。
物联网(IoT)中传感器的数量将以前所未有的速度增长——我们指的是数十亿到数万亿个传感器。由于大多数传感器将采用无线连接，我们需要重新考虑一种能够为传感器供电的技术。
电池是我们移动生活的一部分。我们在每一个便携设备和数以百万计的智能家居，以及楼宇自动化遥控器中都能找到它们。随着数以万亿计的无线物联网传感器的出现，电池的需求将无限增长。然而，无限增长并不是电池驱动类型物联网的选择。
锂电池的极限
为了物联网传输所需要的数据，大概需要10万亿个无线传感器，相应的也需要100万吨锂——这是10年内全球锂产量的总和。而且，我们甚至需要为我们的智能手机，电动汽车，本地能源存储系统等更多设备提供这种资源。因此，世界上并没有足够的锂资源来满足这些应用。
此外，锂矿开采会导致水资源短缺、空气污染和自然保护区破坏。目前还没有一种回收技术能够生产出足够的纯锂用于电池的二次使用。
锂只是电池中包含的一种元素。电池中还含有汞、铅、镉、镍等对环境有害的有毒重金属。在它们的生命结束时，需要小心而昂贵地处理它们。回收并不总是一个选项，而且也会造成污染。报告显示，从一些回收的电池中回收金属比从采矿中回收金属需要耗费多6到10倍的能量。
改变自身的挑战
除了电池的生产、处理和回收对环境的影响之外，我们还需要考虑电池的维护成本。
无线连接支持灵活安装，它们的位置需要被记录并随着位置的变化而不断更新。在一个大型建筑系统中，数百个传感器分布在几个楼层和办公室里。通常，这些设备被安装在不易触及的地方，如吊顶或吊顶上方。根据所使用的电池技术，用户将在20年内在一个只有50个节点的住宅中处理200至1600个电池。
此外，每个设备有不同的电池接入方式，相应的也需要不同类型的电池。这将导致额外的工作，因为电池更换是一个具有挑战性和耗时的工作。通常，电池不会在同一时间耗尽能量。因此，当下一个电池耗尽时，技术人员在更换电池离开工厂时需要再次返回更换电池。
无源供电优势
考虑到电池的成本，物联网有数万亿个传感器节点，需要一种更生态平衡、免维护的替代能源来替代移动设备。这种替代方案目前已经存在，并已经应用于楼宇自动化和智能家居系统，以及户外环境监测系统，它就是能源收集无线传感器。
就像我们将电力生产转向使用可再生能源，如太阳能、风能、水能等一样，自供电传感器在微观层面上使用与从周围环境中获取能源相同的原理。小型能量转换器利用动能、光或温差来驱动无线传感和数据通信。它不需要更换和处理电池，也不需要耗时的维护，只需简单的安装完就可以一劳永逸。
实现自供电的物联网系统只需简单的计算，而且也我们的生态责任。能量收集无线传感器是避免大量电池浪费和确保可靠和免维护的系统功能的唯一方法。
原文作者：Andreas Schneider
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