室內 IoT 感測器供電,太陽能是答案嗎?
要讓 IoT 感測器在室內環境中穩定運作,選擇合適的供電方式至關重要。特別是在維護困難或電池更換成本高的地點,能夠自我發電的解決方案正受到關注。其中,許多專家都認為 室內太陽能(Indoor PV) 是最有潛力的選擇之一。
室內太陽能的優點
- 持續供電 – 在照度 200~400 lux 的辦公室環境下,可穩定產生 15~35 μW/cm² 的電力。
- 降低維護成本 – 延長電池更換或充電週期,長期節省成本。
- 環境友善 – 減少化石燃料發電的使用,降低碳排放。
限制與注意事項
- 輸出限制 – 在低光或陰影區域,可能無法獲得足夠的電力。
- 安裝位置 – 太陽能板需安裝在能最大限度接收光線的位置,以提升效率。
- 低功耗設計 – 感測器的韌體與硬體需採用超低功耗設計,才能確保穩定運作。
室內太陽能與其他能源的比較
室內太陽能在典型辦公室環境中可提供穩定電力,但與 熱電發電機(TEG)、壓電元件、RF 能量收集 等替代技術相比,效率會隨環境條件而異。例如,在高震動環境中,壓電元件可能更合適;在溫差明顯的環境中,熱電發電機則更有效。
應用案例
室內太陽能供電已被應用於智慧辦公室的溫濕度感測器、占用感測器、資產追蹤標籤等各類 IoT 裝置。特別是在天花板內嵌式或長期安裝、難以維護的設備上,成效尤為顯著。
結論
室內太陽能作為低功耗 IoT 感測器的供電解決方案具有極大潛力。然而,由於效率高度依賴光照條件,因此事先的環境分析與感測器耗電優化是不可或缺的。