Ao compararmos os dispositivos computadorizados de 30 anos atrás com os atuais é possível verificar que o tamanho desses equipamentos diminuiu consideravelmente, apesar da sua eficiência (capacidade de processamento e armazenamento) ter aumentado muito.
Porém, os dispositivos de fornecimento de energia, as baterias, não diminuíram nessa mesma escala.
Já é uma realidade enviarmos computadores, robôs e sensores a lugares onde não podemos chegar, seja pela distância ou por não termos capacidade para suportar as condições ambientais.
Assim, geralmente, quando os enviamos, não é viável, e por vezes é perigoso, trazê-los de volta.
Fica, então, a questão: como manter um longo ciclo de vida útil para que esses equipamentos cumpram suas funções sem nossa intervenção para sua manutenção?
Quase todos os problemas dos componentes desses equipamentos está solucionado para isso, mas, as baterias e as demais formas de alimentação elétrica sempre são empecilhos nesse sentido.
Nesse post vamos falar mais sobre esse assunto: os desafios de armazenamento para IoT. Continue lendo e confira!
A falta de adaptação das pilhas e baterias
A tecnologia das pilhas e baterias varia muito de acordo com a forma em que elas serão utilizadas e quais os equipamentos que serão alimentados.
Por isso, é necessário um balanceamento entre as capacidades de operação e os custos destas pilhas e baterias.
Portanto, não há um padrão de bateria para todas as aplicações e os dispositivos IoT, que em breve estarão em praticamente todos os lugares.
Eles precisam de baterias específicas para sua aplicação segura e longa vida útil sem intervenção humana.
Quando o ambiente de operação da IoT é hostil, seja por químicos em contato ou temperaturas extremas, justifica-se mais ainda o objetivo de automação total desses sistemas.
E o maior impedimento para isso, em médio e longo prazo, pode ser uma má escolha do tipo de bateria que será utilizada junto ao equipamento de IoT devido à falta de adaptabilidade dessas tecnologias.
Tipos de bateria para dispositivos de IoT
A escolha da bateria ou pilha ideal deverá ponderar atributos como a possibilidade de recarga, peso, tamanho, densidade de energia, voltagem, temperatura de operação, vida útil e média de auto descarga.
Tudo isso para que seja mantido o custo benefício da IoT, bem como sua produção e entrega em alta escala.
Um dispositivo IoT que será usado para monitorar um reservatório de combustível e enviar informações ao sistema de controle, por exemplo, devido a insalubridade do ambiente e o custo operacional para qualquer manutenção eventual, deve funcionar pelo maior tempo possível sem qualquer intervenção.
Em um mundo de IoTs wireless, a demanda energética desse tipo de equipamento vem sendo trabalhada por protocolos específicos que otimizam o uso da energia nos momentos de transmissão de dados.
Sabe-se de casos onde baterias ficam em operação por até 40 anos sem intervenção, graças a sua utilização inteligente e sua baixa descarga automática.
As pilhas e baterias de Lítio
Existem vários tipos de baterias de lítio no mercado.
A variação de seus componentes internos atendem determinadas necessidades quase sempre em detrimento de outras.
As pilhas alcalinas, muito conhecidas e utilizadas, têm uma densidade energética média, baixa voltagem e não trabalham bem em altas e baixas temperaturas.
Além disso, sua auto descarga tem um índice altíssimo.
Se compararmos as alcalinas com as de lítio, vemos que a segunda opção permite um maior ciclo de vida sem intervenção.
A voltagem é maior, podendo ir até os 4,1 volts, enquanto as alcalinas são de 1,5 volts, algumas podem operar em temperaturas entre -80 °C e 125 °C, tudo isso com uma densidade energética que ultrapassa o dobro do que as alcalinas e um índice de perda por auto descarga extremamente menor.
A importância de um índice de auto descarga menor, vem do fato de que o tempo de vida útil de uma bateria a longo prazo está diretamente ligado a sua descarga quando não estiver alimentando qualquer dispositivo.
Para um maior entendimento, vamos exemplificar: imagine um sensor IoT alimentado por bateria que coleta e envia dados duas vezes por dia. A maior parte do tempo esse dispositivo não estará consumindo a bateria, portanto, o único fator que causa a perda da capacidade é a auto descarga.
O futuro da IoT
Além das melhorias na eficiência das baterias, os IoTs estão em fase de implementar sua própria captação de energia. Isso poderá ocorrer através de várias fontes passíveis de conversão para eletricidade.
A energia cinética, que antigamente era usada para “dar corda” em relógios que nossos avós usavam, poderá ser convertida em quantidades consideráveis para armazenamento em pilhas.
A energia solar também está se tornando extremamente eficiente para conversão através de sensores fotovoltaicos cada vez menores. Até mesmo o calor gerado em pequenas quantidades poderá ser convertido.
O objetivo é ter uma fonte abundante de energia a ser convertida e usada pelos equipamentos IoTs, mantendo também suas baterias em plena carga para uso em períodos de emergência.
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(Imagens: divulgação)