Energy harvesting with solar cells for wireless alarm nodes

Sammanfattning: Energiförbrukningen i elektronikprodukter minskar samtidigt som prestandan för solceller hela tiden ökar. Nya solcellstyper med lägre priser skapar nya möjligheter för använding även i små elektronikprodukter. Att samla energi från omgivningen, t.ex. från ljuset i ett rum, och använda det för att driva små elektronikprodukter kallas i ett vidare begrepp för ”energy harvesting” (SV: energiskördning). Moderna larmsystem består av trådlösa larmnoder, med olika energiförbrukning, som installeras på olika platser med olika ljusförhållanden. En vanligt förekommande trådlös larmnod är magnetkontakten, vilken ofta installeras i fönster och på dörrar. Fönsterläget är särskillt intressant eftersom där finns goda ljusförhållanden, vilket ökar potentialen i användning av solceller. Denna avhandling behandlar de tre delsystemen som typiskt ingår i ett ”energy harvesting”-system; solceller, batterier och kraftelektronik. Olika alternativ för de tre delsystemen övervägs och jämförs, med applikation för trådlösa larmnoder i åtanke. Litteraturstudier kompletteras med undersökningar av marknaden för att estimera vad de olika systemen kan kosta. Mätningar på tre typer av solceller görs både i hemmiljö och i labbmiljö för att estimera hur mycket energi som kan skördas i naturligt och artificiellt ljus. Slutligen demonstreras konceptet av att skörda energi till larmnoder genom att bygga en prototyp för magnetkontakten. Resultatet från undersökningen visar att det går att bygga ett ”energy-harvesting”-system på många sätt och att valet av lösning starkt beror på hur mycket lösningen får kosta. Funktionaliteten av prototypen demonstreras, men fortsatta tester krävs för att avgöra hur den beter sig året runt.