Thách thức cung cấp năng lượng
Việc sử dụng nhiều pin không phải là giải pháp khiến việc triển khai IoT trở nên khó khăn. Đối mặt với thực tế là pin sẽ phải được thay thế hoặc bổ sung liên tục, điều này làm gia tăng chi phí bảo trì và tác động tiêu cực đến môi trường.
Giải pháp: Thu hoạch năng lượng
Để vượt qua thách thức này, thu hoạch năng lượng (EH) đã trở thành giải pháp hiệu quả và hấp dẫn để cung cấp nguồn điện cho các thiết bị IoT khổng lồ. Điều này đặt ra một loạt các yếu tố cần xem xét khi triển khai EH trong môi trường lớn như IoT.
Các yếu tố quan trọng cần xem xét
1. Tốc độ dữ liệu
Tốc độ dữ liệu ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng của nút IoT. Sự lựa chọn của giao thức truyền thông không dây sẽ quyết định mức tiêu thụ năng lượng. Ví dụ, việc sử dụng Bluetooth năng lượng thấp có thể giúp nâng cao hiệu suất.
2. Phạm vi truyền
Phạm vi truyền của nút IoT cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định nhu cầu năng lượng. Các mô hình sử dụng cần phải đáp ứng yêu cầu phạm vi truyền một cách hiệu quả.
3. Độ trễ
Độ trễ là một yếu tố quan trọng, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu phản hồi nhanh. Sự chọn lựa đúng về EH có thể giúp giảm độ trễ, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.
4. Môi trường hoạt động
Môi trường hoạt động ảnh hưởng đến chi phí và sự phù hợp của pin và EH. Cần phải xác định môi trường lành tính hay khắc nghiệt để lựa chọn giải pháp phù hợp.
5. Tác động môi trường và quản lý/hậu cần
Vấn đề về tác động môi trường và quản lý/hậu cần cũng cần được xem xét. Sự lựa chọn giữa pin và EH phải đồng bộ với mức độ chi phí và yêu cầu bảo trì.
Giải pháp cụ thể
Để giải quyết những thách thức trên, có một số giải pháp cụ thể đáng chú ý.
1. Quản lý năng lượng
Sử dụng IC quản lý năng lượng là bước quan trọng để đảm bảo việc thu hoạch năng lượng được thực hiện một cách hiệu quả. Các IC như EM8500 của EM Microelectronic cung cấp khả năng theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) và nhiều chức năng hệ thống.
2. Kết hợp nguồn pin và EH
Lựa chọn kết hợp giữa nguồn pin sơ cấp và EH có thể kéo dài tuổi thọ pin và giảm tác động tiêu cực đến môi trường.
3. Sử dụng pin sạc và EH
Kết hợp pin sạc với EH có thể mang lại tuổi thọ cao hơn và giảm tần suất thay pin, giảm chi phí bảo trì.
4. Tụ điện và siêu tụ điện
Sử dụng tụ điện hoặc siêu tụ điện có thể là giải pháp cho các hệ thống không sử dụng pin và có tuổi thọ cao.
Trong bối cảnh triển khai IoT khổng lồ và mạng 5G, việc sử dụng hiệu quả năng lượng là chìa khóa quan trọng để đảm bảo hoạt động công việc nhanh chóng. Việc này không chỉ mang lại lợi ích bền vững mà còn tạo ra một giải pháp linh hoạt và khả thi cho việc cung cấp nguồn năng lượng cho các thiết bị thông minh trong tương lai.
