- OPV-Sensoren versorgen IoT-Geräte durch Umgebungslicht, sodass Batteriewechsel entfallen.
- Der Verzicht auf Batterien senkt die Gesamtbetriebskosten erheblich und reduziert Elektroschrott.
- Die Technologie eignet sich für verschiedene Gebäudesysteme und unterstützt energieeffiziente Funkprotokolle wie LPWAN und BLE.
- Die Installation ist unkompliziert, und nach der Inbetriebnahme ist keine Wartung mehr notwendig.
Stellen Sie sich ein intelligentes Gebäude vor, in dem Batterien nie ausgetauscht werden müssen – in dem das gesamte System durch Umgebungslicht mit Strom versorgt wird. Keine kostspieligen Wartungsarbeiten oder Batterieabfälle mehr, sondern nahtlos integrierte IoT-Sensoren, die durch das Licht in Ihrer Umgebung mit Strom versorgt werden. Das ist keine Science-Fiction, sondern dank Lichtgewinnungstechnologie, insbesondere organischen Photovoltaik-Sensoren (OPV), heute bereits möglich.
Jedes Gebäude, ob groß oder klein, öffentlich oder privat, kann mit OPV-Technologie ausgestattet werden, um es in ein lebendiges, atmendes und datengenerierendes Asset zu verwandeln und die Vorteile der Zustandsüberwachung zu nutzen.
Einmal installieren, keine Wartung: Die Zukunft der sensorbasierten Gebäudeautomation!
IoT-Sensoren, die nie wieder Batterien benötigen!
Es gibt keine Mindestgröße für Gebäude, in denen Sensoren mit organischen Photovoltaikzellen eingesetzt werden können. Jeder Nutzer profitiert davon, dass weniger manuelle Arbeit für den Batteriewechsel anfällt, das Risiko von Sensorausfällen vermieden wird und weniger Batteriemüll anfällt. Je größer das Gebäude, desto größer der Nutzen! Außerdem gibt es nicht nur einen Gebäudetyp, der potenziell am meisten vom Einsatz von LAYER*-Sensoren profitiert.
Die gesammelten Daten werden in der Regel zur Überwachung der Luftqualität, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Anwesenheit von Personen, Position von Objekten oder anderer Phänomene verwendet. Ob der Einsatz von Sensoren sinnvoll ist, hängt ganz davon ab, welche Daten erfasst werden müssen, wie groß die zu erfassende Fläche ist und wie häufig die Daten an eine Cloud-Anwendung übertragen werden müssen.
* LAYER ist ein Energy-Harvesting-Produkt von Dracula Technologies, das entwickelt wurde, um Energie aus einer Vielzahl von Innenräumen zu gewinnen, unabhängig davon, ob diese durch natürliche oder künstliche Lichtquellen beleuchtet werden.
Wie die OPV-Technologie die Wartungskosten revolutioniert!
OPV-Sensoren bieten eine zuverlässige, nachhaltige Stromquelle für IoT-Geräte, minimieren Elektronikschrott und reduzieren die Umweltbelastung durch herkömmliche Batterien. Dennoch basieren die meisten IoT-Anwendungen nach wie vor auf Batterien, was zu hohen Wartungskosten und Umweltproblemen führt.
Batteriebetriebene Lösungen erhöhen die Gesamtbetriebskosten (TCO) durch Installation, Wartung und häufigen Austausch erheblich, wobei allein die Batteriekosten in vielen Fällen 30 bis 80 % der TCO ausmachen.
Interview mit Roelof Koopmans
1. Welche Geräte oder Systeme, wie z. B. Klimaanlagen, Aufzüge oder Heizungssysteme, eignen sich besonders für den Einsatz der Layer-Technologie in Gebäuden?
Roelof Koopmans: Grundsätzlich können alle Systeme, die auf der Grundlage von Sensordaten gesteuert werden, von unserer LAYER-Technologie profitieren, insbesondere jedoch Sensoren, die sich in relativ dunklen Räumen befinden und über energiesparende Funkprotokolle wie LPWAN, Bluetooth LE und Zigbee mit einer Backend-Cloud-Anwendung kommunizieren.
2. Welche Integrationsschritte folgen, wenn sich ein Gebäudebetreiber für die Implementierung der Layer-Technologie entschieden hat? Wie komplex ist der Integrations-, Installations- oder Nachrüstungsprozess?
Roelof Koopmans: Wenn sich Eigentümer oder Nutzer eines Gebäudes für den Einsatz von batterielosen Sensoren entscheiden, müssen sie Sensoren auswählen, die mit organischer Photovoltaik betrieben werden, wie beispielsweise LAYER von Dracula Technologies. Der Lieferant der Geräte oder ein Integrator wählt das geeignete Gerät aus, das unter den gegebenen Lichtverhältnissen in diesem Gebäude tagsüber und über das ganze Jahr hinweg ausreichend Energie liefert.
Sobald ein solches Gerät als ausreichend energieeffizient eingestuft wurde, können Unternehmen diese Geräte installieren und mit der Backend-Anwendung verbinden und konfigurieren. Das Schöne an solchen Geräten ist, dass man sie im Grunde genommen nur anschließen muss und dann vergessen kann, da während der gesamten Lebensdauer der Geräte keine Wartung erforderlich ist!
3. Welche Vorteile bietet die Layer-Technologie gegenüber aktiven RFID-Sensoren oder BLE?
Roelof Koopmans: LAYER-betriebene Geräte arbeiten kontinuierlich mit minimalem Licht (bis zu 5 Lux), während aktive RFID- und BLE-Geräte eine Stromquelle benötigen, um Daten zu übertragen. Aktive RFID-Transponder senden in der Regel nur dann ein Signal, wenn sie von einem Lesegerät dazu aufgefordert werden. Sie sind so konzipiert, dass sie auf bestimmte Signale des Lesegeräts reagieren, um ihre Daten zu übertragen.
Im Gegensatz zu passiven RFID-Transpondern, die für die Kommunikation vollständig auf die Energie des Lesegeräts angewiesen sind, verfügen aktive RFID-Transponder über eine interne Stromquelle (z. B. eine Batterie), die es ihnen ermöglicht, Signale zu senden.
Mit der LAYER-Technologie können sowohl aktive RFID- als auch BLE-Geräte statt mit Batterien mit Umgebungslicht betrieben werden, was die Wartungskosten erheblich senkt und einen langfristigen, unterbrechungsfreien Betrieb ohne Batteriewechsel gewährleistet.
4. Was sind die größten Herausforderungen beim Übergang von batteriebetriebenen Sensoren zu OPV-betriebenen Sensoren und wie können diese bewältigt werden?
Roelof Koopmans: Unternehmen, die Smart-Building-Produkte wie Thermostate und Luftqualitätssensoren kaufen, müssen sicherstellen, dass diese Produkte mit organischen PV-Zellen betrieben werden, die genügend Energie für den Betrieb dieser Geräte liefern können. Allerdings ist nicht nur das OPV-Modul wichtig, sondern auch die Größe des Speicherelements, das bestimmt, wie lange das Gerät ohne Licht betrieben werden kann.
Je nach Anwendungsfall des jeweiligen Kunden und den entsprechenden Lichtverhältnissen in den Räumen, in denen diese Geräte aufgestellt werden, müssen Kunden die Spezifikationen der Gerätehersteller sorgfältig prüfen. Dadurch wird verhindert, dass die gekauften Produkte in Fällen, in denen die Lichtverhältnisse schlechter als erwartet sind, keinen Strom mehr haben.
5. Wie trägt der Einsatz von OPV-betriebenen Sensoren zur Nachhaltigkeit und zur Senkung der Gesamtbetriebskosten (TCO) in intelligenten Gebäuden bei?
Roelof Koopmans: Traditionelle IoT-Implementierungen in Branchen wie Smart Buildings, aber auch Logistik und Asset Tracking sind stark auf batteriebetriebene Geräte angewiesen. Die Verwendung von Batterien ist jedoch mit versteckten Kosten verbunden, darunter häufige Austauschvorgänge, Betriebsausfälle und Probleme bei der umweltgerechten Entsorgung.
So kann der Austausch einer einzelnen Sensor-Batterie je nach Zugänglichkeit und Arbeitsaufwand zwischen 10 und 100 Euro kosten. Bei Tausenden von Sensoren summieren sich diese Kosten schnell und machen groß angelegte Implementierungen unrentabel. Tatsächlich machen die batteriebezogenen Kosten allein etwa 30 % der Gesamtbetriebskosten in IoT-Ökosystemen aus, einschließlich der direkten Batteriekosten, des Arbeitsaufwands und der Produktivitätsverluste aufgrund von Geräteausfällen.
Durch die Integration von OPV-betriebenen Sensoren können intelligente Gebäude das Umgebungslicht als kontinuierliche Energiequelle nutzen, wodurch häufige Batteriewechsel entfallen. Dies reduziert nicht nur die Betriebskosten um mindestens 30 %, sondern ermöglicht auch ein wartungsfreies IoT-System. Der „Connect and Forget”-Ansatz* gewährleistet langfristige Effizienz, minimiert die Umweltbelastung und erhöht die Zuverlässigkeit der datengesteuerten Gebäudeautomation.
* Der Ansatz „Connect and Forget“ bezieht sich auf eine wartungsfreie Technologie, die nach der Installation zuverlässig und kontinuierlich funktioniert, ohne dass regelmäßige Eingriffe wie Batteriewechsel oder manuelle Wartungsarbeiten erforderlich sind.
Insgesamt bieten OPV-betriebene Sensoren eine kostengünstige und nachhaltige Alternative zu herkömmlichen batterieabhängigen Lösungen und sind damit die ideale Wahl für Smart-Building-Anwendungen.
