京大ら,太陽電池によるIoT環境センサーを開発

京都大学,リコー電子デバイス,ニチコンの研究グループは,世界初フィルム型ペロブスカイト太陽電池を活用した自立電源型IoT環境センサーシステムを開発した(ニュースリリース)。

今後,IoTエッジ端末市場は大きく発展し,さまざまな状況で活用されることが予測される。IoTエッジ端末を商用電源に接続して使う場合は問題ないが,電源を確保できないところに設置する場合には,必ず蓄電デバイスが必要となる。

蓄電デバイスとして多くの場合に一次電池が使用されているが,耐用年数が短いために定期的に交換しなければならないという課題がある。その課題に対して,蓄電デバイスを充電可能な二次電池に変更し,光・温度・振動・電波などのエネルギーを電気に変換するエナジーハーベストと一緒に搭載することで自立化し,メンテナンスフリーにすることが可能となる。

今回の研究では,京都大学が開発したフィルム型ペロブスカイト太陽電池,リコー電子デバイスの電源IC,ニチコンの小形リチウムイオン二次電池を使用した,自立電源型IoT環境センサーシステムを構築することに成功した。

このシステムは,フィルム型ペロブスカイト太陽電池で発電した電気を,エナジーハーベスト用低消費電流降圧DC-DCコンバータで降圧し,小形リチウムイオン二次電池に蓄電する。

そして,蓄電したエネルギーを低消費電流昇降圧DC-DCコンバータで昇降圧し,温度,湿度,気圧,照度を測定できるセンサーと無線モジュールを駆動させることで,センサーが感知した情報をBluetooth(BLE)で送信し,データ収集ができるという。

研究グループは,このシステムによって,スマートホームやスマート農業などIoTを活用した仕組みがますます普及することが期待できるとしている。

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