L’Internet Of Things alimenté par des minis panneaux solaires

 
Voici quelque chose qui pourrait annoncer un grand pas en avant dans la façon dont nous vivons nos vies. L’internet des objets (Internet Of Things) définit l’idée d’objets interconnectés via un réseau mondial vous permettant un contrôle à distance. Comme contrôler votre maison, vérifier votre santé ou encore vérifier s’il vous reste suffisamment à manger dans votre frigo.

Cela signifie qu’un billion de nouveaux capteurs intelligents seront installés à travers le monde d’ici 2020.
 
 

Mais comment ces dispositifs connectés seront alimentés?

 
Dans certains cas, la source d’énergie est évidente : des capteurs seront disposés dans les réfrigérateurs ou les feux tricolores mais ne pourront bien sûr pas fonctionner sans une alimentation électrique.

Mais bien souvent, il est plus délicat de définir la source d’alimentation. Par exemple lorsqu’il s’agit de détecter la qualité de l’eau d’un réservoir, des fissures sur les lignes de chemins de fer ou encore la bonne santé des vaches d’un agriculteur. C’est là que les panneaux solaires écologiques interviennent. Ils sont peu coûteux et suffisamment souples pour alimenter de minuscules capteurs de toutes formes. Des cellules de deux micromètres d’épaisseurs (environ 1/50ème de la largeur d’un cheveu humain) seraient capables d’absorber une énorme quantité de lumière. Ces panneaux photovoltaïques écologiques sont différents de ceux en silicium car ils peuvent être fabriqués entièrement à partir de matière écologique spécialement synthétisée qui seront déposés sur des substrats bon marché tel que le PET, une forme de polyester utilisé dans la fabrication des bouteilles de boissons gazeuses et des paquets de chips. Ce matériau est bien plus léger, bien plus souple et peu même fournir différentes couleurs. Qui a dit que les panneaux solaires devaient uniquement être noir?

Généralement, il ne faudra qu’une seule journée aux panneaux solaires écologiques pour rentabiliser l’énergie investie dans leur fabrication. Cela est définit par le « Temps de Retour Energétique ». Par exemple un panneau solaire classique en silicium aura besoin d’une à deux années pour être amorti. Les panneaux photovoltaïques écologique peuvent également être moulés sur des surfaces 3D comme les tuiles de toits ou encore les vêtements. Il a été démontré que cela permettrait de capturer plus de lumière. Une ferme en plein soleil dans un pays ensoleillé ne verrait pas une grosse différence mais un pays où il ne fait pas toujours beau et sujet aux nuages pourrait en apprécier grandement les avantages.

Concernant l’Internet Of Things, ces améliorations sont un énorme changement. Peu de ces milliards de minis panneaux solaires écologiques seront idéalement disposés : vers le haut, vers le soleil. La plupart n’auront d’autres choix que d’être installés dans des endroits insolites où la lumière ne passe pas directement. Les cellules solaires écologiques permettront de capturer l’énergie solaire de la journée, même si elles sont placées à l’intérieur de vêtements ou de zones sombres.
 
 

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Source image : wikimedia


 
 

Des milliards de capteurs solaires

 
On ne peut pas nier le besoin énorme d’une telle technologie. Le milliard de capteurs peut paraître au premier abord bizarre mais considérons le fait qu’un simple smartphone possède environ 10 capteurs intelligents capables de mesurer la lumière, la température, le son, le toucher, le mouvement, l’humidité, la position etc… Plus d’un milliard de smartphones ont été vendus cette année, c’est donc 10 milliards de capteurs solaires uniquement pour une année de vente de téléphones.

Bien sûr, les capteurs solaires ne sont pas réservés aux smartphones et sont déjà en place dans les routines de soins personnels, la surveillance environnementale, la sécurité et le transport. Quels que soient les chiffres exacts, nous pouvons supposer que beaucoup de capteurs vont être déployés à l’avenir, leur utilité étant en pleine croissance.

Bien que les ingénieurs vont toujours essayer de réduire la consommation d’énergie grâce à une meilleure conception et la mise en veille des capteurs lorsqu’ils ne sont pas actifs, des capteurs faibles en consommation nécessiteront toujours au minimum une puissance de 3,5mW chacun. Le plus faible des meilleurs capteurs consommera encore plus.

Maintenant, en supposant que le capteur moyen consomme effectivement 5mW et en supposant qu’une mesure de 30 secondes soit effectuée toute les minute, ce capteur intelligent aura besoin de 22wH (watts/heure) dans une année. Ce qui équivaut à environ 5 minutes d’utilisation de votre télévision.

Basé sur cette simple analyse, il est facile de devenir qu’un milliard de capteurs utiliseront 21,900 GigaWattHeures (GWh) par an. C’est une grosse exploitation des réseaux d’électricité, environ l’équivalent de la production combinée de plusieurs centrales nucléaires.
 
 

 
 

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