Solar Power 太陽能

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不少朋友想到利用太陽能技術對物聯網裝置供電,當然也有不少朋友想要驅動小風扇、小馬達之類的。經常會詢問我們相關問題,因此彙整一些基本觀念放在這篇文章中ㄧ併解答。

供電能力

首先必須有一個觀念,太陽能供電是利用太陽的「能量」,必須考慮影響該能量大小相關的因素:

  • 日照強度:隨太陽的位置、角度與雲霧等光線遮蔽因素有關,另外室外照度經常比室內高達百倍以上,只是我們的瞳孔會適當調節進入的光線量,「感覺」上差異沒有這麼大。所以不要只憑「感覺」認為室內也有光線就能夠發電,事實上室內光線的能量微弱到難以點亮 LED。
  • 轉換效率:太陽能板的轉換效率一般來說位於 15% 至 25% 之間,並不能把被照射到的光線全部轉換成為電能,大部分光線都被反射出去了。

電氣規格

太陽能板的輸出並非是線性電壓,有兩點因素需要考慮:

  1. 日照能量:陽光穿透雲層角度與入射角度、其他物體陰影遮蔽等因素都會影響單位面積上的日照能量。
  2. 電壓電流特性曲線:電流越大則電壓越低。以我們專門針對物聯網裝置銷售的 5V 太陽能板為例,在無負載或是小負載時電壓可能高達 9V。

如果你的裝置對於輸入電壓大小比較敏感,一定要採用穩壓電路板如 LiPo Rider 之類的產品調整供電電壓,同時也能夠充電鋰離子電池之類的電池。

需求計算

首先最重要的就是你必須去查看你裝置的規格資料,找出它運作時需要的電壓、電流,或是

根據功率的計算公式 P = I * V ,就可以很容易算出所需要的太陽能面板功率。在此處必須特別指出,廠商一般來說在標示時通常都會略為誇大。譬如實際最大能供應到 1.75W 的太陽能板就會號稱是 2W,此處需要特別留意保持適當的供電餘裕,避免裝置斷電。

日照時間

很多朋友可能會忽略日照時間這個因素影響,其實一般來說由於各種因素影響,必須用最保守的方式估計每天平均日照時間,大概只能落在 4 - 6 小時之間。

所以比較適當的用法是利用 LiPo Rider 搭配鋰離子充電電池使用,才能達到全天供電的效果,還要考慮長期陰雨的日數,以決定採用適當太陽能板大小,或是考慮你的系統是否真的適合太陽能供電。

再次強調,我們銷售太陽能板最主要是提供物聯網感測器之類的裝置供電之用,由於這種裝置基本上都是透過微處理器控制,使用時盡量採用休眠等手段省電,並且最好也設法控制傳感器的供電消耗,才能確保裝置長時間正常運作。