物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)設(shè)備和機(jī)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。但是當(dāng)這些設(shè)備在偏遠(yuǎn)或惡劣的地方時(shí)，它提出了挑戰(zhàn)。如何能夠持續(xù)為傳輸關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)的傳感器供電，這些傳感器如何可以在電網(wǎng)無(wú)法覆蓋的區(qū)域工作呢。

當(dāng)然，電池通?？梢蕴峁┮欢ǖ慕鉀Q方法，但更換電池會(huì)引發(fā)后勤問(wèn)題，特別是在海上風(fēng)電場(chǎng)或氣象監(jiān)測(cè)站等場(chǎng)所，這些場(chǎng)所的任務(wù)既困難，成本高，而且可能存在風(fēng)險(xiǎn)。

電池與新能源

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英國(guó)克蘭菲爾德大學(xué)的杰里羅是科學(xué)家和工程師，他們認(rèn)為答案在于能量收集 利用本來(lái)會(huì)丟失的少量局部能量。使用光伏材料從光，來(lái)自振動(dòng)的壓電能和來(lái)自熱的熱電能產(chǎn)生電力，可以最小化操作越來(lái)越多的依賴于電力的遠(yuǎn)程資產(chǎn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一個(gè)特殊問(wèn)題是海底周?chē)４彩艿角治g。沖刷問(wèn)題可能使設(shè)備導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p害，甚至崩潰?，F(xiàn)在很多公司在探索收獲壓電能量，以便將風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電力。這為檢測(cè)和監(jiān)測(cè)沖刷和其他損壞的傳感器提供了足夠可靠的電力。通過(guò)使用能量收集，從而使物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備變得更加自我可持續(xù)的，并且需要最少的干預(yù)

它不僅是這種技術(shù)具有可持續(xù)的效果，這種技術(shù)不光在偏遠(yuǎn)地區(qū)可以使用。在任何具有高濃度傳感器的地方，例如工廠車(chē)間和智能辦公樓，更換電池在后勤方面都很不方便。硅谷公司開(kāi)發(fā)了基于砷化鎵材料的太陽(yáng)能收集技術(shù)，據(jù)稱它比傳統(tǒng)光伏技術(shù)更高效，重量更輕，更靈活。

耗電量

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太陽(yáng)能電池最近被用于為包含電磁，輻射和慣性傳感器的小型低成本衛(wèi)星供電，以便美國(guó)高中和大學(xué)生對(duì)大氣進(jìn)行科學(xué)分析。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，電池技術(shù)將無(wú)法滿足物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用擴(kuò)展所帶來(lái)的需求。

物聯(lián)網(wǎng)中的1tn無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電，每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用一個(gè)小型紐扣鋰電池，需要大約109,000噸鋰幾乎是全球年產(chǎn)量的三倍。如果要為大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電，如何提供電量的問(wèn)題必須被解決.但是現(xiàn)有的能量收集技術(shù)仍面臨著阻礙其廣泛采用的限制。如果收獲的能源滿足需求，則需要降低傳感器的電力需求。

能源的未來(lái)

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雖然近年來(lái)在開(kāi)發(fā)超低功率傳感器方面取得了重大進(jìn)展，但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用越來(lái)越多地要求傳感器以更大的體積，更頻繁的間隔或兩者來(lái)收集和傳輸數(shù)據(jù)。然而，環(huán)境能源的可用來(lái)源是有限的，能量轉(zhuǎn)換效率是有極限的。所以我們可以收獲的能源是有限的，即使我們改進(jìn)現(xiàn)有的能量收集技術(shù)以最大化產(chǎn)量，其實(shí)也無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。所以需要在收獲的能源數(shù)量和快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)量之間達(dá)成妥協(xié)。

當(dāng)然如果物聯(lián)網(wǎng)想要成功的發(fā)展必須采取更多措施來(lái)彌補(bǔ)這一差距，我相信肯定有機(jī)會(huì)取消電池，并且永動(dòng)機(jī)想法正在推動(dòng)這一點(diǎn)。只是它還沒(méi)有到來(lái)，但這是很多人研究的最終目標(biāo)。