2026. — Т 13. — №1 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://resources.today/16inor126.html

This article metadata is also available in English

DOI: 10.15862/16INOR126 (https://doi.org/10.15862/16INOR126)

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 597.4 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Усачева, М. М. Технологии сбора энергии из окружающей среды для IoT: солнечная, геотермальная, вибрационная, RF и световая — экологические эффекты и ограничения / М. М. Усачева, В. В. Герасимов // Отходы и ресурсы. — 2026. — Т 13. — №1. — URL: https://resources.today/PDF/16INOR126.pdf. — DOI: 10.15862/16INOR126. (дата обращения: 23.06.2026).

Технологии сбора энергии из окружающей среды для IoT: солнечная, геотермальная, вибрационная, RF и световая — экологические эффекты и ограничения

Усачева Мария Михайловна
ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики», Самара, Россия
Доцент кафедры «Сети и системы связи»
Кандидат технических наук
E-mail: mm.usacheva@gmail.com
ORCID: https://orcid.org/0009-0006-0558-8837
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=747973
WoS: https://www.webofscience.com/wos/author/rid/OLR-7446-2025

Герасимов Вячеслав Васильевич
ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики», Самара, Россия
Старший преподаватель
E-mail: Slavon131@bk.ru
ORCID: https://orcid.org/0009-0004-7791-7981
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=1150644

Аннотация. Стремительный рост числа устройств Интернета вещей (IoT), обостряет проблему энергообеспечения и утилизации миллиардов батарей, являющихся источником экологически опасных отходов. По данным Глобального мониторинга электронных отходов ООН (The Global E-waste Monitor 2024), в 2022 году мировой объём электронных отходов достиг 62 млн тонн, из которых лишь 22,3 % были переработаны. Технологии сбора энергии из окружающей среды (energy harvesting) представляют перспективную альтернативу традиционным батарейным источникам питания IoT-устройств. В настоящем обзоре систематизированы современные методы энергосбора: фотоэлектрический (солнечный и световой, включая перовскитные элементы с КПД до 42 % при внутреннем освещении), термоэлектрический (с примерами геотермального питания сенсорных сетей в субарктических регионах), вибрационный (пьезоэлектрический и трибоэлектрический, до 300 Вт/м²) и радиочастотный (RF, с КПД ректенн 36–70 %). Для каждого метода проанализированы плотность генерируемой мощности, климатические и географические ограничения, а также экологические эффекты — от сокращения батарейных отходов до потенциальных рисков при производстве и утилизации самих устройств энергосбора. На основе анализа оценки жизненного цикла показано, что переход на энергоавтономные IoT-системы способен существенно сократить вклад в глобальный поток электронных отходов. Гибридные многоисточниковые системы с интеллектуальным управлением энергией рассматриваются как наиболее перспективный путь к устойчивому развитию IoT-инфраструктуры. Обзор охватывает 40 источников за период 2018–2025 годов.

Ключевые слова: сбор энергии из окружающей среды; Интернет вещей; фотоэлектрические преобразователи; термоэлектрические генераторы; пьезоэлектрический эффект; трибоэлектрические наногенераторы; RF-энергосбор; электронные отходы; оценка жизненного цикла; устойчивое развитие

Скачать