By Безпровідні пристрої, що входять до складу Інтернет речей (Internet of Things, IoT), становлять скелет все більш охопленого мережею світу. Це, зокрема, домашні ґаджети, біомедичні прилади та детектори, які знаходяться в небезпечних чи важкодоступних місцях. Разом з розвитком IoT ці прилади підтримують сільське господарство, обмежуючи використання води і пестицидів; обслуговують енергоощадні інтелігентні енергетичні мережі; викривають вади у мостів та бетонних конструкцій, а також попереджають про катастрофи, такі як болотяні лавини чи землетруси – пише Джозеф Костантайн у часописі Scientific American.
Вважається, що до 2025 року в режимі онлайн буде діяти коло 40 млрд пристроїв IoT, тож викликом стає потреба забезпечення тим пристроям відповідної зарядки. В одному із впроваджених вже рішень використовуються безпровідні сигнали від роутерів Wi-Fi та пунктів доступу. Розвиткова технологія мобільного зв’язку п’ятої генерації, тобто 5G, може запропонувати цілком новий спосіб отримання енергії.
Завдяки технології 5G Федеральна Комісія Зв’язку США вперше дозволили застосувати мобільну сигналізацію на вищий (але й надалі безпечний для людей) міліметровий сегмент електромагнітного спектру. Завдяки вищій пропускній здатності, яка випливає з вищої частотності, сигнали 5G можуть забезпечити більшу щільність потужності , ніж 4G. Тому в майбутньому багато безпровідних приладів з низьким використанням потужності не вимагатимуть заряджання.
Як прилади зможуть отримувати енергію від безпровідних сигналів? Wi-Fi і 5G використовують електромагнітні хвилі, частоти яких охоплюють широкий спектр – від радіохвиль FM до мікрохвиль та міліметрових хвиль. Спочатку приймальна антена отримує енергію, яку передається безпровідно разом з сигналом. Антена скеровує її до електронного трансформатора, котрий за допомогою напівпровідникових приладів перетворює її у сталий струм (DC) певної напруги, а той вже може наповнювати акумулятори чи заряджати пристрої. Така комбінація антени і трансформатора (конвертора) зветься трансформаторною антеною (ректенна). Контур управління енергією пристосовується до сигналу від антени, збільшуючи напругу до потрібного рівня, при цьому використовуючи для себе мінімальну кількість енергії.
Зараз чимало стартапів пропонує акумуляторні пристрої, котрі використовують також авторизовані безпровідні транслятори, але дослідники вважають, що в недалекому майбутньому такі прилади будуть здатними накопичувати енергію з сигналів Wi-Fi і 5G . Так само, як мобільні телефони звільнили нас від телефонних ліній, так і це нове рішення дасть нам ще більше свободи.
