Solcelledrevne IoT løsninger – Grøn IoT

Projektperiode: 2020 - 2022
Bygninger
352-045_foto

Billede af de i projektet udviklede armaturer med integreret soldrevet IoT. Foto: out-sider.

Projektet har til formål at realisere en multifunktionel CO2-neutral solcelledrevet IoT-integreret platform. Demonstreret og bragt til markedet i lysarmaturer og skaleret ind i andre anvendelser.

Projektet har realiseret en multifunktionel CO2-neutral solcelledrevet IoT-integreret platform. Løsningen er demonstreret og bragt til markedet i lysarmaturer og skaleret ind i andre anvendelser.

Projektbeskrivelse

Ved indbygning af intelligens skabes både fundament for at tilbyde nye services samt gøre løsningen CO2-neutral ved at være 100 % drevet af solenergi. 

Force Technology har udviklet en ASIC (Application Specific Integrated Circuit), der muliggør IoT forbindelse drevet af energi fra solceller under forhold med ekstrem lille løbende energitilførsel.

Enheden er unik af sin art og muliggør en opskalering med meget lavt prispunkt i storskala. Løsningen har så lavt energiforbrug, at den også kan anvendes indendørs.

Nærværende projekt færdigudvikler og tester løsningen gennem 3 caseprodukter, der adresserer det udendørs lysmarked og indbygger hermed intelligens heri. Dette sikrer både lavere energiforbrug og indbygger samtidig yderligere funktionaliteter heri der kan tilbyde brugerne yderligere services uden at dette tilføjer CO2-belastende energiforbrug.

Udviklingen inden for IoT enheder er i voldsom vækst og allerede i 2022 forventes 50 milliarder enheder at være forbundet til nettet og CISCO estimerer dette tal at være 500 milliarder i 2030. Selvom det individuelle produkts energiforbrug kan anses for relativt små, så er det enorme volumen en tikkende CO2 bombe udbyggende internettet, der for nuværende er lige så CO2 belastende som flytrafikken ligesom 500 milliarder IoT enheder med batterier ikke kommer til at gøre noget godt for vores klima.

Den i projektet udviklede løsning tilbyder CO2-neutral solcelledrevet IoT funktionalitet uden behov for batteri, og med en ultra-lav pris, som en chipløsning muliggør.

Resultat

Elforsk-projektet ”Solcelledrevne IoT løsninger – Grøn IoT” har realiseret en CO2-neutral solcelledrevet IoT-platform, der er demonstreret i 4 case-produkter: BIKE-SUN, JELLO, Quark og Redningsstige.

Ved indbygning af intelligens skabes både fundament for at tilbyde nye services samt gøre løsningen CO2-neutral ved at være 100% drevet af solenergi.

Den unikke løsning vil være en affyringsrampe mod mere soldrevet udendørsbelysning.

Unik løsning, der virker over afstande
Da både den lille soldrevne sensornode og produkter har forbindelse til IoT-netværket, kan de bringes til at interagere med hinanden, og fx aktiverer lyset i en solcellelampe via en bevægelsessensor, selvom sensor og lampe er placeret langt fra hinanden. Et eksempel kunne være at lamperne tændes et stykke inde i en park, når der registreres at nogen går ind i parken.

Energieffektiv energikonvertering
Lysstyringen er baseret på ekstrem effektiv energikonverterings fra solcelle til batteri/supercap om dagen, og fra batteri til lys om natten, hvilket er afgørende for solcelledrift at hele lysarmaturet.

Lysløsningerne er 100% drevet af solenergi, og er derfor forbrugsmæssigt neutral i forhold til elnettet.

Kommunikation med andre enheder mulig
Der er videre implementeret et IoT-modul, der muliggør kommunikation via LoRa og den udviklede serverplatform. I demonstrationer har modulet sammenknyttet alle lamperne i projektet og muliggjort løsninger med bevægelsessensorer.

Udfordringer med antennesignalstyrke
Der er i projektet identificeret udfordringer med antennesignalstyrke i produkterne, og der er udviklet en løsning herpå, hvor solpanelet er bragt til at fungere som multifunktionskomponent, der både høster energi fra solen og kommunikerer med skyen.

Kæmpe potentiale
I absolutte tal blev der i 2009 brugt 382 GWh på belysning af gader og veje (1,2 % af al elforbrug i Danmark). Tendensen til at minimere lysforurening breder sig både i Danmark og globalt, og her er identificeret standarder gennem International Dark Sky Association, der både reducerer lyset, og lystiden markant, ligesom der er krav til sensorstyring. Alt sammen præcis hvad de soldrevne IoT-løsninger udviklet i projektet muliggør.

Virksomhederne bag projektet
Presto Engineering har udviklet en ASIC (Application Specific Integrated Circuit), der muliggør IoT-forbindelse drevet af energi fra solceller under forhold med ekstrem lille løbende energitilførsel. Enheden er unik af sin art og muliggør en opskalering med meget lavt prispunkt i storskala. Løsningen har så lavt energiforbrug, at den også kan anvendes indendørs.

Presto Engineerings Finlaggan
I projektet er succesfuldt udviklet en solcelledrevet IoT-platform baseret på et LoRa netværk, der er demonstreret i 4 case-produkter. En lille soldrevet sensor node baseret på Presto Engineerings Finlaggan ASIC er forbundet til IoT- platformen styrende en bevægelsessensor.

Nordic Firefly
Nordic Firefly har udviklet og demonstreret soldrevne lysstyringsplatforme, der er implementeret i 2 af Out-siders produkter (BIKE-SUN og JELLO), og 2 i egne lysarmaturer (Quark og Redningsstige).

Se resultaterne
Projektet er  afsluttet sommer 2022 og virksomheden Out-sider har i samarbejde med Nordic Firefly, Presto Engineering Denmark ApS, og DTU Fotonik udviklet løsningen. Alle resultaterne kan læses i slutrapporten.

Mere information

Projekt nummer

352-045

Projektansvarlig
Out-Sider A/S

Dokumenter

Projektdeltagere

Nordic Firefly
Presto Engineering Denmark ApS
DTU Fotonik

Økonomi

Bevillingsår
2020
Tilskud
Kr. 1.999.125
50%
Egenfinansiering
Kr. 1.967.875
50%
Total budget
Kr. 3.967.000
Timer
5.675