Enerhiya
Ang mga Solar-Powered na Wearable ay Malapit nang Maging Posible sa Pamamagitan ng Kamakailang Nadebelop na Ultra-manipis na Organikong Fotovoltaiko
Idagdag ang Securities.io sa mga gusto mong mapagkunan sa Google
Ang rebolusyonaryong kakayahan ng solar power ay napatunayan na nang walang duda. Sa patuloy nitong pag-usbong, kasama ang mga teknolohikal na inobasyon na nagpapayaman dito araw-araw at ang tumataas na pangangailangan para sa renewable energy, ang pandaigdigang smart solar power market ay maaaring lumagpas sa US$27 bilyon pagsapit ng 2028 mula sa ilalim ng US$13 bilyon noong 2022.
Ipinapakita ng mga proyeksiyon ng paglago ang pagdoble ng merkado, na nasasaksihan ang mga high-end na inobasyon sa mga materyales ng photovoltaic, imbakan ng enerhiya, smart grids, mga sistema ng solar energy, at marami pang iba. Kapansin-pansin, ang solar energy ay nag-iiwan din ng bakas sa larangan ng mga wearable, kung saan inaasahan na sa lalong madaling panahon ay magpapakilala ng mga solar-powered na wearable.
Ultra-flexible na Organikong Fotovoltaiko bilang Posibleng Pinagmumulan ng Kuryente para sa Mga Wearable na Elektronika
Ang bagong pananaliksik na inilathala sa Nature Communications, na may pamagat na ‘Waterproof and Ultraflexible Organic Photovoltaics with Improved Interface Adhesion,’ ay binibigyang-diin ang kakayahang mag-unat at magaan ng ultra-flexible na organikong fotovoltaiko, na ginagawa itong malakas na pinagmumulan ng kuryente para sa mga elektronikong wearable. Gayunpaman, kinikilala ng pananaliksik na ang pagdidikit ng tubig sa mga solusyong ito ay nananatiling hamon kung mapapanatili ang kanilang mekanikal na pagkaluwag at kakayahang mag-conform.
Ipinakita nito kung paano matutugunan ang hamong ito, na epektibong inilalagay ang organikong fotovoltaiko bilang isang mas mahusay na solusyon. Ang solusyon ay kinabibilangan ng paggamit ng in-situ na paglago ng isang hole-transporting layer upang palakasin ang adhesion ng interface sa pagitan ng activity layer at anode. Sa mas tiyak na salita, pinapayagan ng solusyon ang isang silver electrode na maideposito sa ibabaw ng mga activity layer. Sinusundan ang deposition ng thermal annealing.
Natuklasan ng pananaliksik na ang in-situ na pamamaraan ay lubos na nalalampasan ang tradisyonal na paraan sa pamamagitan ng pagpapakita na ang in-situ na lumaking hole-transporting layer ay may mas mahusay na thermodynamic adhesion properties sa pagitan ng mga aktibong layer, na nagreresulta sa pinahusay na katangian ng waterproofing.
Sa eksperimento, ang tatlong-mikrometro kapal na organikong fotovoltaiko na ginawa sa pamamagitan ng pamamaraang ito ay nagpanatili ng 89% at 96% ng kanilang orihinal na pagganap kahit na inilubog sa tubig nang apat na oras at sumailalim sa 300 na pag-unat/paglabas na siklo sa 30% na strain sa ilalim ng tubig, ayon sa pagkakabanggit.
Habang ang mga numerong ito ay patunay ng kanilang kakayahang mag-unat at katangian ng waterproofing, ang mga aparato ay maayos na sumailalim sa pagsubok ng machine-washing sa kabila ng kanilang manipis na encapsulation layer.
Sa pangkalahatan, naipakita ng eksperimento kung paano maaaring maging waterproof ang mga solar cell at angkop para sa malawakang operasyon.
Ang mga solar cell ay maaari nang maisama nang functional sa mga damit, nananatiling epektibo kahit na na-expose sa ulan o sumailalim sa cycle ng paghuhugas. Ang inobasyong ito ay lalo na mahalaga dahil maaaring magamit ito sa paglikha ng mga wearable na elektronikong aparato na maaaring ikabit sa damit at manatiling gumagana sa anumang kondisyon ng panahon.
Habang tinatalakay ang eksperimento at pinalalawak ang potensyal nitong gamit, si Kenjiro Fukuda, isa sa mga corresponding author ng papel, ay nagbigay ng sumusunod na pahayag:
“Ang nilikha namin ay isang pamamaraan na maaaring magamit nang mas pangkalahatan. Sa pagtingin sa hinaharap, sa pamamagitan ng pagpapabuti ng katatagan ng mga aparato sa iba pang mga larangan, tulad ng pagkalantad sa hangin, matinding liwanag, at mekanikal na stress, plano naming higit pang paunlarin ang aming ultra-manipis na organikong solar cell upang magamit ito sa talagang praktikal na mga wearable na aparato.”
Habang ang mga mananaliksik sa buong mundo ay sabik na gawing mas magagamit at praktikal ang mga solar cell, ilang mga negosyo ang nag-iinvest nang malaki sa R&D upang makabuo ng scalable na mga solusyon na makikinabang sa mas malaking populasyon.
I-click dito upang matutunan ang lahat tungkol sa thermal earrings.
#1. Garmin
Ang Garmin ay nakabuo ng buong linya ng solar-powered na smart wearables na nag-aangkin na mapapalawig ang buhay ng baterya sa hindi pa nagagawang antas. Kasama sa lineup ang tatlong smartwatch: Fenix 7 PRO, Instinct 2, at Forerunner 955 Solar. Dinisenyo ang mga produkto, lalo na para sa paggamit sa labas.
Ang mga smartwatch na ito ay maaaring mag-harness ng solar energy kahit na bahagyang natatakpan ang mukha ng relo. Ang tampok na power manager nito ay nagbibigay-daan sa gumagamit na iangkop at i-customize ang paggamit ng enerhiya ayon sa pangangailangan.
Upang magbigay ng tiyak na datos, ang relo ay maaaring magtagal sa mga outdoor na ekspedisyon ng hanggang dalawang buwan nang hindi nangangailangan ng karagdagang pinagmumulan ng kuryente. Bukod pa rito, ang solusyon ay eco-friendly dahil nagbubuo ito ng 59 porsyento na mas kaunting carbon emissions kumpara sa ibang relo.
Halimbawa, ang Fenix 7 Pro ay gumagamit ng ultra-transparent na solar panel. Ang makinis nitong disenyo ay maaaring i-optimize ang pagsipsip ng sikat ng araw. Ang Instinct 2 ay isang solar-powered na GPS smartwatch. Ang Forerunner 955 ay dinisenyo partikular para sa pagtakbo.
Nakamit ng Garmin ang maraming teknolohikal na kababalaghan sa pagbuo ng mga solusyon nito. Halimbawa, ang power glass system nito ay radikal na binago kung paano ginagamit ang teknolohiya ng solar panel. Pinalitan nito ang tradisyonal na solar panel ng super-transparent na glass lens na nag-iintegrate ng microscopic solar conducting cells. Ang glass panel ay ultra-manipis, mas mababa sa kalahating milimetro.
Sa pagpapakita ng teknolohikal na kahusayan, ang panel ay hindi lamang kayang epektibong makuha ang photoelectricity kundi nag-iintegrate din ng Memory-in-piece display technology upang lumikha ng malinaw at nababasang screen. Ang mataas na kalinawan at mababang paggamit ng kuryente, kahit sa ilalim ng direktang sikat ng araw, ay ginagawa itong pinakamahusay sa klase.
GRMN Tsart ng Presyo
Noong Pebrero 21, 2024, inanunsyo ng Garmin® Ltd. ang mga resulta nito para sa ika-apat na quarter na nagtapos noong Disyembre 30, 2023. Kumita ang kumpanya ng pinagsamang kita na $5.23 bilyon, isang 8% na pagtaas kumpara sa nakaraang taon.
Naitala nito ang gross margin na 57.5%, kumpara sa 57.7% noong nakaraang taon, at operating margin na 20.9%, kumpara sa 21.1% noong nakaraang taon. Ang operating income ay $1.09 bilyon, isang 6% na pagtaas kumpara sa nakaraang taon.
I-click dito para sa listahan ng mga nangungunang solar power stocks na maaaring pag-investan.
#2. Tommy Hilfiger
Para sa Tommy Hilfiger, ang globally-revered na fashion at clothing brand, ang mga solar-powered na wearable ay hindi bago, dahil nagpakilala ito ng solar-paneled na field jacket line halos isang dekada na ang nakalilipas, noong 2014. Natupad ang proyekto sa tulong ng Pvillion, isang solar manufacturer. Ang jacket ay may kasamang waterproof na solar panel na nagsilbing back-coat lining. Ang mga panel na ito ay dinisenyo upang mag-charge ng mga device sa pamamagitan ng built-in na mga kable at USB ports.
Sa panahon ng paglulunsad nito, ang jacket ay ibinibenta sa halagang US$600. Ang jacket na dinisenyo ng Tommy Hilfiger, kasama ang ‘Pvilion’, ay nagsilbing inspirasyon. Pitong taon pagkatapos ng paglulunsad, noong 2021, ang mga mananaliksik sa disenyo at pisika ng Aalto University sa Finland ay lumikha ng isang clothing brand na may nakatagong solar panel.
Ang proyektong kilala bilang Sun-Powered Textiles ay nagdala sa pag-develop ng isang energy-autonomous na produkto na maaaring mag-charge ng mga wearable device – mga sensor na sumusukat ng humidity o temperatura – nang hindi naaapektuhan ang hitsura at pakiramdam ng kasuotan.
Habang pinalalawak ang pagiging natatangi ng kanilang inobasyon, sinabi ni Elina Ilen, design researcher ng Aalto University:
“Gumawa kami ng demonstration case, isang jacket, kung saan ang enerhiya mula sa liwanag ay ginagamit upang paganahin ang integrated na humidity at temperature sensors, iniisip ang workwear user na pumapasok at lumalabas at gumagawa ng pisikal na gawain araw-araw.”
Ang mga inobasyong ito, kapwa mula sa Tommy Hilfiger at Aalto University, ay mga halimbawa kung paano maaaring magkaroon ng solar panel ang ating mga damit sa isang nakatagong at madaling gamitin na paraan.
PVH Tsart ng Presyo
Ang PVH Corp. (PVH ), ang entidad na nagmamay-ari ng brand na Tommy Hilfiger, ay iniulat ang kanilang 2023 fourth quarter at buong-taon na kita noong Abril 1, 2024. Ang buong-taon na kita ay tumaas ng 2% sa $9.218 bilyon kumpara sa nakaraang taon, habang ang fourth quarter 2023 na kita na $2.490 bilyon ay nanatiling pareho kumpara sa nakaraang taon.
#3. Skagen (Pagmamay-ari ng Fossils Group)
Noong Agosto 2022, ang kilalang watch at jewelry brand na Skagen ay naglabas ng kanilang sustainable collection, Grenen Solar. Ang disenyo nito ay naglaman ng 3-hand na Japanese solar-powered movement para sa tumpak na timing. Nangako rin ito ng anim na buwang power reserve. Dahil sa solar-powered na movement nito, ang taong nagsusuot ay maaaring i-charge ang relo sa anumang liwanag, natural man o artipisyal.
Isa sa mga espesyalidad ng Grenen Solar ay ang pangako nitong panatilihin ang sustainability sa gitna ng kanilang inobasyon. At ang sustainability ay hindi lamang sa anyo ng paggamit ng solar power. Ang paglabas ng produkto ay, sa katunayan, alinsunod sa bisyon at pangako ng kumpanya na gawing 100% sustainable ang kanilang mga relo sa malapit na hinaharap. Dahil dito, 50% ng bakal na ginamit sa relo ay recycled stainless steel. Dagdag pa rito, ang kabuuang koleksyon ay may limang estilo sa 37 mm case size na may retail price na US$195.
FOSL Tsart ng Presyo
Noong Enero 2012, ang Skagen ay naibenta sa Fossil Group sa isang transaksyon na nagkakahalaga ng US$237 milyon. Noong Marso 13, 2024, inilathala ng Fossil Group ang kanilang taunang ulat para sa Fiscal Year 2023. Sa 2023, ang kumpanya ay nagrehistro ng net sales na higit sa US$1.4 bilyon, isang pagbaba mula noong 2022, kung kailan ito ay nag-record ng net sales na US$1.68 bilyon.
Sa pangkalahatan, malinaw na ang mga produktong nabanggit at mga solusyon ay nagpapakita na ang mga solar-powered na wearable ay hindi bago. Gayunpaman, tulad ng ipinakita natin sa simula, ang inobasyon ukol dito ay patuloy na umuunlad. Ipinapakita nito ang sigla at halaga ng mga renewable energy source at ang kanilang potensyal sa sustainability. Marami pang ibang kawili-wiling inobasyon ang kasalukuyang isinasagawa, at titingnan natin ang ilan sa mga ito upang magkaroon ng ideya kung ano ang magiging itsura ng hinaharap.
Solar-Powered Wearables: Ano ang Hinaharap
Noong 2017, iprinisenta ng mga mananaliksik ang disenyo ng isang wearable smart bracelet na gumamit ng thin-film, maliit na anyo na flexible photovoltaic panel bilang pinagmumulan ng enerhiya, na nagmarka ng makabuluhang pag-unlad sa mga subsystem ng pag-ani ng solar energy. Layunin nito na i-maximize ang kahusayan ng conversion ng enerhiya at makamit ang isang self-sustainable na wireless wearable system.
Sa pamamagitan ng paggamit ng polyamide film para sa full-system integration, napatunayan ng teknolohiya ang pagiging kapaki-pakinabang sa pangmatagalang pagmamanman ng mga pasyente o matatanda sa mga aplikasyon ng pangangalagang pangkalusugan. Ang mga resulta ay maganda, dahil ang isang flexible na solar panel ay maaaring mag-ani ng hanggang 16 megawatts na kapangyarihan sa labas at 0.21 megawatts sa loob. Kapansin-pansin, ang data na nakolekta ng aparato ay maaaring ilipat sa pamamagitan ng Bluetooth.
Patuloy na pananaliksik sa pangangalagang pangkalusugan ay nagbunga ng pag-develop ng isang battery-free, solar-powered na wearable biosensor na maaaring samantalahin ang hindi pa nagagamit na potensyal ng mga sweat biomarker. Ang resulta ng pananaliksik ay ang LumiStat, isang solar-powered, multifunctional na wearable na kayang magsagawa ng autonomous sweat induction, dynamic microfluidic sweat sampling, multiplexed monitoring ng sweat biomarkers, at wireless data transmission, isang breakthrough sa non-invasive na teknolohiya ng health monitoring.
Dahil solar-powered, nagkaroon ito ng kamangha-manghang performance, na nagbibigay-daan sa tuloy-tuloy na operasyon ng higit sa 12 oras sa iba’t ibang kondisyon ng liwanag. Sinubok ng mga mananaliksik ang LumiStat sa masusing pagsusuri, kabilang ang isang araw na cross-activity multimodal monitoring ng sweat biomarkers. Ang solusyon ay maaaring mag-perform nang pare-pareho sa iba’t ibang kapaligiran ng ilaw at pisikal na aktibidad, na may power consumption na matalinong inaangkop sa available na liwanag, na tinitiyak ang tuloy-tuloy na pagsukat ng sensor.
Ulat ng pananaliksik na inilathala ng Nottingham Trent University ang tinalakay ang pag-develop ng mga tela na may nakapaloob na higit sa isang libong miniature solar cell. Ang mga solar cell na ito ay kayang mag-charge ng mga smartwatch at mobile phone. Pinagsama, maaari nilang i-harness ang 400 milliwatts (watts) ng elektrikal na enerhiya mula sa araw.
Ang tela ay angkop para sa pang-araw-araw na kasuotan at maaaring labhan sa washing machine sa 40°C kasama ang ibang labahin. Sukat lamang ng limang milimetro ang haba at 1.5 milimetro ang lapad, ang mga solar cell ay nakapaloob sa waterproof polymer resin. Kahit ang mananahi ay hindi makadama sa mga ito.
Ayon kay Dr. Hughes-Riley ng Advanced Textiles Research Group (ATRG) ng unibersidad:
“Ang prototype na ito ay nagbibigay ng kapanapanabik na sulyap sa hinaharap na potensyal para sa e-textiles. Hanggang ngayon, napakakaunting tao ang nag-isip na ang kanilang damit o produktong tela ay maaaring magamit upang lumikha ng kuryente. Ang materyal na aming binuo ay mukhang at kumikilos tulad ng anumang ordinaryong tela, dahil maaari itong i-scrunch at labhan sa washing machine.”
Ang materyal, na may sukat na 51cm x 27cm, ay parehong breathable at chemically stable. Mayroon itong silicon solar cells. Ang konfigurasyong ito ay nagbigay-daan sa materyal na mag-generate ng power output na 335.3 watts sa 0.86 na liwanag ng araw, na may kakayahang mag-generate ng hanggang 394 watts kapag ang intensity ng liwanag ay umabot sa 1.0.
Malinaw, sa bawat paglipas ng araw, mas marami nang pananaliksik ang nagiging available sa publiko na nagpapakita ng potensyal ng solar-powered na wearable technology. Ito ay tunay na game-changing at nagbabago ng paradigma. Dahil ang mga solusyon ay dinisenyo upang manatiling nakakabit sa ating katawan sa lahat ng oras, binabago nito ang paraan ng ating pakikipag-ugnayan sa teknolohiya. Inaalis nila ang pangangailangan para sa mga power intermediary tulad ng mga charge point. Pinapataas nila ang ating mobilidad at kakayahang mag-explore nang higit pa habang hindi gaanong nag-aalala kung paano panatilihing tumakbo ang ating mga sistema.
