Panneaux solaires en pérovskite pour la télémétrie animale durable
Solution complète
Bison femelle Eva équipée d'un collier de télémétrie à vie basé sur des panneaux solaires flexibles en pérovskite
Bogdan Vykhor
Des colliers de télémétrie dotés de panneaux solaires flexibles en pérovskite ont été créés pour faciliter la surveillance des animaux tout au long de leur vie. Les colliers sont constitués de panneaux solaires en pérovskite imprimés par injection et recouverts d'époxyde transparent, combinés à une puce de fixation GPS et à un transmetteur de données LoRa. Deux colliers innovants ont été posés sur deux bisons européens (mâle et femelle) à l'entreprise de chasse Styr. Les coordonnées GPS ont été enregistrées dans la mémoire EEPROM du collier et transmises via le protocole de communication LoRaWAN vers le cloud et ont créé une base de données. La base de données fournit des données au service open-source Grafana, permettant des visualisations flexibles de formulaires provenant de sources de données multiples. Grâce à cela, la surveillance en ligne de la faune est établie sans qu'il soit nécessaire de changer les piles des colliers de télémétrie portés sur les animaux.
Dernière modification 11 Oct 2021
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Contexte
Défis à relever
L'étude de télémétrie est assez coûteuse et prend beaucoup de temps, surtout lorsque la surveillance ou le suivi des animaux s'étend sur plusieurs années. Le remplacement des piles des appareils de télémétrie ou des appareils eux-mêmes prend également du temps et de l'argent et crée un stress supplémentaire pour les animaux suivis. Les piles contiennent également des éléments dangereux pour l'environnement (par exemple des métaux lourds) et leur utilisation devrait être réduite dans la mesure du possible.
Emplacement
Brody, Lviv, Ukraine
Europe de l’Est
Traiter
Résumé du processus
Deux blocs combinés en un seul dispositif. Près de 90 % des batteries d'accumulateurs utilisées comme source d'énergie sont remplacées par des panneaux solaires en pérovskite. Il n'est pas nécessaire de remplacer le collier de télémétrie ou de remplacer les batteries en raison de leur décharge. Deux idées reliées entre elles. Ainsi, des sources d'énergie indépendantes (panneaux solaires en pérovskite imprimés à l'encre) peuvent être mises à l'échelle et utilisées sur n'importe quel dispositif de surveillance pour alimenter les capteurs et transmettre des données.
Blocs de construction
Système de télémétrie intégré pour la conservation et la surveillance de la faune sauvage
Les coordonnées GPS enregistrées dans la mémoire EEPROM doivent être transmises au serveur en nuage via des passerelles. Le protocole de communication LoRaWAN a été utilisé pour transférer les données. Il s'agit d'un réseau étendu de faible puissance conçu pour permettre à des appareils de faible puissance de communiquer avec des applications connectées à l'internet par le biais d'une connexion sans fil à longue portée.
Facteurs favorables
Approche de surveillance synchronisée, en particulier pour les espèces traitées à l'échelle mondiale.
Il est essentiel de voir les possibilités et les opportunités des technologies et d'imaginer comment elles peuvent être appliquées à la conservation de la nature ou modifiées pour être appliquées.
Leçon apprise
Le processus d'intégration est très lent. Vous devez avoir une vision claire de l'objectif à atteindre et élaborer plusieurs stratégies d'atténuation. Une forte volonté d'atteindre votre vision est d'une grande aide.
Canaux solaires flexibles en pérovskite pour la conservation des espèces sauvages
La collaboration avec des sociétés de développement, des informaticiens et des ingénieurs peut créer une approche innovante en matière de conservation. Les panneaux solaires en pérovskite à haut rendement pour la télémétrie fournissent des centaines de milliers de fois plus d'énergie qu'il n'en faut pour fixer la position GPS et d'autres données telles que la température, l'humidité, etc. et les transmettre au nuage. Grâce à la haute efficacité des cellules de puissance en pérovskite des panneaux solaires, le collier de télémétrie peut fonctionner avec une faible densité de lumière, de la poussière et des conditions difficiles de manière suffisamment efficace pour produire la bonne quantité d'énergie. Dans ce cas, la taille des batteries d'accumulateurs a diminué jusqu'à 90 %, et il n'y a pas de raison de les remplacer tous les 3 à 5 ans, ce qui réduit l'impact négatif des batteries d'accumulateurs sur l'environnement.
Facteurs favorables
La coopération multidisciplinaire est la clé. Lorsque des informaticiens, des ingénieurs, des conservateurs, des gestionnaires, des forestiers, des vétérinaires et des chasseurs travaillent ensemble à la réalisation d'un objectif innovant commun. Le succès réside assurément dans la coopération de personnes très motivées.
Leçon apprise
La combinaison des bonnes personnes au bon endroit. La fermeture des frontières entre l'équipe d'ingénierie et l'équipe de mise en œuvre a constitué un véritable défi à l'époque de COVID-19. Toutes les fenêtres d'opportunités ont été utilisées, ainsi que la créativité.
Impacts
La mise en place de colliers de télémétrie à vie permet de connaître le comportement spatial des animaux tout au long de leur vie et de comprendre la cascade de relations dans les écosystèmes (jour/nuit, sexe, saison, préférences en matière d'habitat). Le fait de savoir où se trouve un animal au moment précis permet d'améliorer la gestion et la surveillance des espèces, ce qui est essentiel pour atténuer les conflits entre l'homme et la faune et pour prévenir le braconnage. Les colliers de télémétrie alimentés par des panneaux solaires flexibles en pérovskite n'ont pas nécessité le remplacement des piles et les animaux ont été capturés à plusieurs reprises, ce qui a permis d'économiser des ressources et de réduire le niveau de stress.
Bénéficiaires
Conservationnistes, scientifiques, gestionnaires de zones protégées, agriculteurs, gouvernement et autres parties prenantes intéressées.
Objectifs de développement durable
ODD 7 - Énergie propre et d'un coût abordable
ODD 9 - Industrie, innovation et infrastructure
ODD 15 - Vie terrestre
ODD 17 - Partenariats pour la réalisation des objectifs
Histoire
Pose d'un collier de télémétrie en pérovskite sur un bison mâle Adam
Bogdan Vykhor
Si vous rêvez d'être Elon Musk dans le domaine de la protection de la nature, vous devez être innovant. Le collier de télémétrie animale associe des matériaux innovants tels que des panneaux solaires en pérovskite super efficaces et flexibles, une puce de télémétrie, une batterie de taille réduite, qui n'a pas besoin d'être remplacée, et une technologie de transmission LoRaWAN bon marché, ce qui permet à la télémétrie animale de franchir une nouvelle étape : le suivi à vie des animaux. Ce produit est le fruit d'approches conjointes à un niveau multidisciplinaire - ingénierie, énergie renouvelable, transmission et technologies de traitement - et de coopérations multinationales et multiculturelles. Il contribue à la conservation de l'un des plus grands mammifères terrestres d'Europe - le bison d'Europe - en mettant l'accent sur la surveillance en direct, la gestion, la réduction des conflits entre l'homme et la faune sauvage et la prévention du braconnage.
