Een toekomst zonder batterijen

Lichtschakelaars, gpszenders en smartwatches kunnen hun stroom al uit de omgeving halen. De verwachtingen zijn hooggespannen, maar telefoons zonder batterij zijn nog ver weg.

Aan of uit. Veel meer informatie hoeft een simpele wandschakelaar niet door te geven aan de lamp een stukje verderop. Toch moeten daarvoor sleuven in de muren worden gefreesd en zijn meterslange stroomdraden en duur koper nodig. Er bestaan draadloze varianten met een knoopcelbatterij, maar die raken een keer leeg. Zeker in een groot kantoorgebouw met duizenden schakelaars is dat een immense vervangingsoperatie.

Toch is de energie van een duwtje met de vinger al genoeg om een lamp op afstand te bedienen. Het Duitse bedrijf EnOcean ontwikkelde een ‘kinetische’ schakelaar met een klein dynamootje, genoeg om een signaaltje door te geven aan een (bedraad) basisstation, dat vervolgens de verlichting aan of uit doet. Een instant succes: alleen al in The Squaire, een ‘liggende wolkenkrabber’ in Frankfurt, zitten er 20.000. Het nieuwe stadskantoor van Utrecht heeft er 1.700. Ze besparen niet alleen op batterijen en onderhoud, maar ook op de energierekening.

Slimme gebouwen

Zo’n drukschakelaar is een van de simpelste vormen van energy harves

ting, het oogsten van stroom uit de omgeving. Doordat chips steeds zuiniger worden, komen nu ook meer geavanceerde draad en batterijloze apparaatjes binnen bereik. Zo kunnen de wandschakelaars van EnOcean ook rolluiken bedienen. En er zijn bewegingsmelders met een zonnepaneeltje die detecteren dat iemand de kamer betreedt, of dat er een raam of deur open of dicht gaat. EnOcean verkoopt ook radiatoren met een op afstand bedienbare thermostaatknop. Die kan een elektrische spanning opwekken uit het kleine temperatuurverschil tussen de radiator en de omgeving.

Energie oogsten lijkt nu nog een curiositeit, maar de verwachtingen zijn hooggespannen. Het Amerikaanse onderzoeksbureau P&S Market Research voorspelde onlangs een wereldmarkt van 660 miljard dollar tegen binnen vijf jaar – bijna het dubbele van vandaag. Vooral slimme gebouwen doen het goed: vorig jaar groeide die markt met 35 procent.

En de rek lijkt er nog lang niet uit: het aantal met internet verbonden ‘dingen’ stijgt de komende tien jaar tot 20 à 50 miljard. Een schatting met nogal wat speling, maar in elk geval kunnen al die miljarden dingen niet allemaal op het stroomnet worden aangesloten. Energie oogsten dus maar.

Dat gaat steeds beter. Aan de Universiteit van Washington konden ze afgelopen zomer met radiogolven en licht uit de omgeving een telefoontje plegen. Daarvoor ontwikkelden ze een chip met druktoetsen die kon bellen naar een basisstation even verderop.

Neushoorns volgen

De Delftse startup Nowi ontwikkelt sensoren die energie aftappen van wifien gsmsignalen uit de omgeving. Je vindt ze al in (experimentele) perrontegels en asfalt, waar ze de temperatuur meten en waarschuwen voor gladheid. Het Rotterdamse bedrijf TWTG probeert voor ‘een groot postbedrijf ’ om rolcontainers te volgen met bluetoothzenders met zonnepaneel.

Temperatuurmeters en volgzenders zijn al een stuk ingewikkelder om volledig op omgevingsenergie te laten draaien dan een simpele drukschakelaar. Het komt dan neer op slim energiebeheer, bijvoorbeeld door de sensor alleen te laten werken als het nodig is, en zo kort mogelijk te laten communiceren. Zo ontwikkelt Sodaq uit Hilversum voor koeien en neushoorns oormerken en halsbanden met een gpszender op zonneenergie. Die wordt opgeslagen in een condensator, voor ’s nachts. Ze melden zich om de vijf minuten.

Maar ze kosten twee à drie euro per stuk, terwijl een knoopcelbatterijtje maar een euro kost. Sodaq kan de duurzame dierenzenders voorlopig dan ook alleen kwijt aan goededoelenorganisaties. Maar naarmate de technieken verbeteren, zullen de prijzen dalen. Op dit moment mag je verbruik niet boven honderd milliwatt gaan om betaalbaar zonder batterij te kunnen. Een smartphone verbruikt tien keer meer. Maar voor een smartphone die u nooit meer hoeft op te laden wil u vast wel wat meer betalen.

Een Amerikaanse onderzoeksbureau voorspelde onlangs een wereldmarkt van 660 miljard dollar tegen binnen vijf jaar – bijna het dubbele van vandaag