Perovskiet zonnepanelen voor levenslange telemetrie van dieren
Volledige oplossing
vrouwelijke bizon Eva met levenslange telemetriehalsband op basis van perovskiet flexibele zonnepanelen
Bogdan Vykhor
Telemetriehalsbanden met flexibele perovskietzonnepanelen zijn gemaakt om dieren levenslang te kunnen volgen. De halsbanden bestaan uit geïnjecteerde, geprinte perovskietzonnepanelen bedekt met transparante epoxide en gecombineerd met een GPS-bevestigingschip en LoRa-gegevenszender. Twee innovatieve halsbanden werden aangebracht bij twee Europese (mannelijke en vrouwelijke) bizons in de jachtonderneming Styr. De GPS-coördinaten werden opgeslagen in het EEPROM-geheugen in de halsband en via het LoRaWAN-communicatieprotocol verzonden naar de cloud en daar werd een database aangemaakt. De database levert gegevens aan de open-source service Grafana, die flexibele visualisaties van vormen uit meerdere gegevensbronnen mogelijk maakt. Als gevolg hiervan is online monitoring van wilde dieren tot stand gebracht zonder dat de batterijen in telemetriehalsbanden die bij dieren worden gedragen, hoeven te worden vervangen.
Laatst bijgewerkt: 11 Oct 2021
1390 Weergaven
Foto- en videogalerij
Context
Uitdagingen
Het telemetrieonderzoek is behoorlijk kostbaar en tijdrovend, vooral als het monitoren of volgen van dieren jaren duurt. Het vervangen van batterijen in telemetrietoestellen of toestellen zelf kost ook veel tijd en geld en zorgt voor extra stress bij de dieren die worden gevolgd. Accumulatorbatterijen bevatten ook een gevaarlijk element voor het milieu (bijv. zware metalen) en het gebruik ervan moet waar mogelijk worden beperkt.
Locatie
Brody, Lviv, Oekraïne
Oost-Europa
Proces
Samenvatting van het proces
Twee blokken gecombineerd in één apparaat. Bijna 90% van de accu's als energiebron worden vervangen door perovskietzonnepanelen. Het is niet nodig om de telemetriehalsband te vervangen of batterijen te vervangen vanwege ontlading. Twee ideeën met elkaar verbonden. Onafhankelijke energiebronnen (perovskietzonnepanelen met inktbedrukking) kunnen dus worden opgeschaald en gebruikt op elk bewakingsapparaat om sensoren te voeden en gegevens te verzenden.
Bouwstenen
Geïntegreerd telemetriesysteem voor behoud en monitoring van wilde dieren
Een systeem dat de monitoring op mondiaal niveau ondersteunt en dat voor alle landen beschikbaar zou kunnen zijn als er gegevens worden verstrekt. De GPS-coördinaten die in het EEPROM-geheugen zijn opgeslagen, moeten via gateways naar de cloud server worden verzonden. Voor het overbrengen van de gegevens werd het LoRaWAN-communicatieprotocol gebruikt, een Low Power, Wide Area Network dat is ontworpen om apparaten met een laag vermogen te laten communiceren met op internet aangesloten toepassingen via een draadloze verbinding met een groot bereik.
Sleutelfactoren
Gesynchroniseerde monitoringaanpak, vooral voor wereldwijd behandelde soorten.
Het is cruciaal om mogelijkheden en kansen van technologieën te zien en te bedenken hoe ze kunnen worden toegepast in natuurbehoud of hoe ze kunnen worden aangepast om te worden toegepast.
Geleerde les
Het integratieproces verloopt erg traag. Je moet het doel duidelijk voor ogen hebben en verschillende strategieën ontwikkelen om de gevolgen te beperken. Een sterk verlangen om je visie te bereiken helpt enorm.
Flexibele perovskiet-zonnepanelen voor natuurbehoud
Samenwerking met ontwikkelingsbedrijven, IT en ingenieurs kan een innovatieve aanpak voor natuurbehoud opleveren. Zeer efficiënte perovskiet zonnepanelen voor telemetrie leveren honderdduizenden keren meer energie dan nodig is voor het bepalen van de GPS-positie en andere gegevens zoals temperatuur, vochtigheid, enz. en het verzenden ervan naar de cloud. Door de hoge efficiëntie van de perovskietcellen van zonnepanelen kan de telemetriehalsband bij lage lichtdichtheid, stof en zware omstandigheden efficiënt genoeg werken om de juiste hoeveelheid energie te produceren. In dit geval zijn de accu's tot 90% kleiner geworden en is er geen reden om ze elke 3-5 jaar te vervangen, waardoor de negatieve invloed van accu's op het milieu afneemt.
Sleutelfactoren
Multidisciplinaire samenwerking is de sleutel. Wanneer IT, ingenieurs, natuurbeschermers, managers, boswachters, dierenartsen en jagers samenwerken voor een gemeenschappelijk innovatief doel. Succes zit zeker in de samenwerking van zeer gemotiveerde mensen.
Geleerde les
De combinatie van de juiste mensen op de juiste plaats. Het was echt een uitdaging tijdens COVID-19 vanwege de sluiting van de grenzen tussen het engineering- en implementatieteam. Alle mogelijkheden werden benut en ook de creativiteit.
Invloeden
De toepassing van levenslange telemetriehalsbanden geeft inzicht in het ruimtelijke gedrag van dieren gedurende hun hele leven en helpt om de cascade van relaties in ecosystemen te begrijpen (dag/nacht, geslacht, seizoen, habitatvoorkeuren). Door te begrijpen waar een dier zich op het exacte moment bevindt, kan het beheer en de monitoring van soorten worden verbeterd, wat de sleutel is tot het verminderen van conflicten tussen mens en dier en het voorkomen van stroperij. Zo helpen twee gekraagde Europese bizons om de kudde gemakkelijk te lokaliseren en maatregelen te nemen door de administratie van het beheerbedrijf voor de preventie van conflicten tussen mens en dier. Telemetriehalsbanden die gevoed worden door flexibele perovskietzonnepanelen hoefden de batterijen niet te vervangen en de dieren herhaaldelijk te vangen, wat ook middelen bespaart en het stressniveau verlaagt.
Begunstigden
Natuurbeschermers, wetenschappers, beheerders van beschermde gebieden, boeren, overheid en andere belanghebbenden.
Duurzame Ontwikkelingsdoelen
SDG 7 - Betaalbare en schone energie
SDG 9 - Industrie, innovatie en infrastructuur
SDG 15 - Leven op het land
SDG 17 - Partnerschappen voor de doelen
Verhaal
Het omdoen van perovskiet telemetriehalsband bij mannelijke bizon Adam
Bogdan Vykhor
Als je ervan droomt om Elon Musk te zijn in natuurbehoud, moet je innovatief zijn. De telemetriehalsband voor dieren combineert innovatieve materialen van superefficiënte, flexibele perovskietzonnepanelen, telemetriechips, een kleinere batterij, die niet vervangen hoeft te worden en goedkope LoRaWAN-transmissietechnologie om dierentelemetrie naar een nieuw niveau te tillen: het levenslang volgen van dieren. Dit product is een combinatie van gezamenlijke benaderingen op multidisciplinair niveau - techniek, hernieuwbare energie, transmissie en procestechnologieën en multinationale en multiculturele samenwerking. Het draagt bij aan het behoud van een van de grootste Europese landzoogdieren - de Europese bizon, met de nadruk op live monitoring, beheer, vermindering van conflicten tussen mens en dier en preventie van stroperij.
