都是光能發(fā)電,飛英思特微光能采集與普通光能采集有何區別?

在眾多已知的可再生能源中，光能無(wú)疑是最為人熟知的能量之一。特別是隨著(zhù)“3060碳達峰、碳中和”政策的落地，利用太陽(yáng)能發(fā)電的光伏產(chǎn)業(yè)更是一躍成為了資本市場(chǎng)和新聞媒體最為關(guān)注的焦點(diǎn)。

數據來(lái)源：彭博新能源財經(jīng)

或許有人會(huì )好奇，發(fā)展幾十年的光伏產(chǎn)業(yè)原本一直不溫不火，為何今天會(huì )突然爆發(fā)，一舉成為最耀眼的明星產(chǎn)業(yè)，這就不得不提到“雙碳政策”，該政策定下了我國將在2030年實(shí)現碳達峰、2060年實(shí)現碳中和的戰略目標。碳達峰很好理解，即為二氧化碳的排放量在2030年達到一個(gè)歷史最高值，達到峰值之后逐步降低。所謂碳中和，其核心主旨是通過(guò)各種手段抵消生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳，最終實(shí)現二氧化碳的零排放。具體措施之一就是利用“清潔能源”來(lái)取代石油、煤炭等傳統化石能源，達到從源頭就開(kāi)始減少碳排放的目的。

作為儲備量最多的可再生能源，光能的來(lái)源和利用非常廣泛，人們看到的由太陽(yáng)、蠟燭、燈光等發(fā)光物體所釋放出的能量形式都歸于光能的范疇內。而應用方面，除了最典型的太陽(yáng)能光伏發(fā)電，生活中常見(jiàn)的太陽(yáng)能充電寶、太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能電梯等都是圍繞光能采集所打造的產(chǎn)品。但其實(shí)，除了常規的普通光能采集，光能還有另外一種利用方式，即微光能采集。

值得注意的是，不論是普通的光能采集還是微光能采集都是利用光能發(fā)電，遵循光生伏特效應這一基本原理，通過(guò)太陽(yáng)能電池將光能轉化為電能。當太陽(yáng)光照在太陽(yáng)能電池的P-N結上，半導體材料對光子本征吸收產(chǎn)生光生空穴電子對，并在內部電場(chǎng)作用下，P區與N區之間形成電勢差。當在兩側接入一定的負載時(shí)，負載上就會(huì )產(chǎn)生電流，若光照產(chǎn)生的空穴電子對越多，電勢差越大，電流的強度也會(huì )更高，這就是光能發(fā)電的全過(guò)程。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理

但同樣是利用光能發(fā)電，普通的光能采集備受贊譽(yù)，而談及微光能采集時(shí)，大家總會(huì )下意識地認為其和普通光能采集毫無(wú)區別，甚至還有人認為微光能采集就是“縮小版”的普通光能采集。造成這個(gè)現狀的因素錯綜復雜，但從客觀(guān)來(lái)看，這與普通光能采集和微光能采集各自的優(yōu)劣勢緊密相關(guān)。

光照度需求不同

從光照度需求方面來(lái)看，普通光能采集發(fā)電大多配置了在室外高光照度下表現更佳的單晶硅光伏板，但這要求有足夠的直射光照以及光照時(shí)長(cháng)，且發(fā)電量的多與少與光照強度有著(zhù)直接關(guān)系，在晴天光照度強度高的條件下，發(fā)電量明顯高于其他時(shí)段。此外，不同地區、不同季節對于普通光能采集發(fā)電的效率也有著(zhù)直接影響。

而微光能采集則主要采用弱光型非晶硅光伏板，可在室內光及非太陽(yáng)直射光的環(huán)境下實(shí)現更高效的光電轉換，對光照度的需求遠低于普通光能采集發(fā)電，哪怕是在室內50~100lux的低照度環(huán)境下，依舊可以實(shí)現穩定的能量采集，受光照強度影響較小。

應用場(chǎng)景不同

從應用場(chǎng)景來(lái)看，兩種光能采集的方向也大不相同，普通光能采集由于對光照強度的要求更高，主要應用于大型并網(wǎng)電站、太陽(yáng)能路燈、建筑一體化光伏玻璃幕墻等身處高光照度環(huán)境下的設備。而微光能采集由于對光照度的需求較低，室內室外的光照強度都足以滿(mǎn)足能量收集，因此在應用方面更加廣泛，適用于大部分處于可見(jiàn)光源環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)低功耗傳感器，諸如煙霧傳感器、攝像頭、智能卡牌等設備，都可以利用微光能采集實(shí)現無(wú)源無(wú)線(xiàn)供電。

飛英思特無(wú)源無(wú)線(xiàn)煙霧傳感器

能量供應的穩定性不同

從能量供應方面來(lái)看，普通光能采集發(fā)電因受到季節變化、天氣情況、晝夜交替及地區環(huán)境等外部因素影響，在光照強度弱的情況下不能發(fā)電或者發(fā)電量很小，會(huì )極大影響用電設備的正常使用。但對于微光能采集而言，這些因素所造成的干擾極其有限，主要是因其對光照度的需求更低，哪怕是在室內低至50lux光照度環(huán)境下都可實(shí)現穩定取能，保障后端設備的正常穩定運行。

不過(guò)想要實(shí)現這一點(diǎn)，就不得不提到微光能采集另一個(gè)巨大的優(yōu)勢，它直接解決了光伏面臨的最大缺陷，即發(fā)電量不可調度的問(wèn)題。由于普通光能采集發(fā)電是由光能直接轉換為電能，其發(fā)電原理決定了設備無(wú)法按照后端用電需求對電能輸出進(jìn)行調峰，雖然有電力儲能模塊，但由于光照強度波動(dòng)對發(fā)電量的影響，普通光能采集經(jīng)常面臨輸出功率波動(dòng)大的情況，嚴重影響設備正常使用。

與普通光能采集不同，微光能采集因其更低的光照度需求，在大部分情況下都能實(shí)現穩定的發(fā)電，受光照強度波動(dòng)影響較為有限。此外，在環(huán)境光照度強，發(fā)電量高時(shí)，還可利用儲能模塊將多余的電能儲備起來(lái)，以便在夜晚或者無(wú)光源時(shí)為后端設備供電，以此實(shí)現能量的有序管理和應用。憑借這一特性，微光能采集甚至能在條件滿(mǎn)足的前提下實(shí)現設備的永久續航。

飛英思特微光能采集

講到這里，或許有人會(huì )好奇，為何微光能采集優(yōu)點(diǎn)眾多，但人們卻對其知之甚少，甚至還有微光能采集就是“縮小版”的普通光能采集這樣的錯誤觀(guān)點(diǎn)呢？這其中最重要的原因之一就是引起重視的時(shí)間晚。

自1954年貝爾實(shí)驗室制成第一塊太陽(yáng)能電池開(kāi)始，普通光能采集就逐步邁上了發(fā)展的快車(chē)道，而國內微光能采集真正意義上的爆紅，還是在2021年的物聯(lián)網(wǎng)大會(huì )上。業(yè)界一致認為，數字化時(shí)代背景下，這種無(wú)源無(wú)線(xiàn)的供電方案，切中了未來(lái)成百上千億終端傳感器的供電需求，大力發(fā)展無(wú)源技術(shù)，將是支撐物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)未來(lái)快速增長(cháng)的關(guān)鍵基石。

飛英思特微光能管理模組

作為國內最早開(kāi)始研究無(wú)源技術(shù)的公司，飛英思特已成功研發(fā)出包含微光能、溫差能、射頻能、振動(dòng)能等清潔能源在內的多種能量采集技術(shù)，并推出了一系列用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)設備供電的微能量管理模組，在保證設備正常運行的前提下，大幅度延長(cháng)了物聯(lián)網(wǎng)設備的續航時(shí)長(cháng)。

以光能為例，飛英思特推出的微光能管理模組REVOMINDS^? FEH610可從燈光、太陽(yáng)光等其他光源中采集能量，相較于普通的光能采集，經(jīng)過(guò)技術(shù)改良的微光能管理模組可在光照度低至50lux的條件下收集能量，且管理效率高達98%。結合多種儲能單元設計，哪怕是在夜間等無(wú)光源的環(huán)境下，微光能管理模組也能通過(guò)儲備電量為設備供電，保障設備無(wú)間斷的可靠運行。

微光能管理模組REVOMINDS^? FEH610

由于沒(méi)有了續航的限制，那些依賴(lài)物聯(lián)網(wǎng)設備監測數據提高運營(yíng)效率的企業(yè)將獲得更大的受益。例如工業(yè)領(lǐng)域中的設備預測性維護，傳統方式是采用電池為成千上萬(wàn)個(gè)傳感器供電，并對電機、管道、固定資產(chǎn)等各類(lèi)重要設備進(jìn)行監測。但電池的續航是有限的，后期更換電池的成本必然不菲。其次，在數據傳輸的及時(shí)性方面，電池供電的傳感器為了盡可能的延長(cháng)續航時(shí)長(cháng)，頻次往往不高，隨著(zhù)時(shí)間的推移，這些滯后的數據極有可能給企業(yè)的生產(chǎn)運營(yíng)帶來(lái)巨大風(fēng)險。

而利用飛英思特的無(wú)源無(wú)線(xiàn)供電方案，企業(yè)不僅可快速實(shí)現大規模的物聯(lián)網(wǎng)系統部署，還可大大延長(cháng)傳感器的續航時(shí)長(cháng)，進(jìn)一步提高數據傳輸頻次及精確度。在設備后期維護方面，企業(yè)也無(wú)需頻繁更換電池，節約了大量運營(yíng)成本。

此外，考慮到幫助OEM廠(chǎng)商更好的進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，飛英思特全系的微能管理模組都采取了高度集成化的設計，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工程師只需將換能器（如光伏電池）插入能量收集模組，再將后端電路連接到輸出即可完成無(wú)源無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的原型設計，整個(gè)過(guò)程中無(wú)需過(guò)多研發(fā)，大大降低了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的人力物力成本。

在應用方面，由于解決了電池續航的限制，微能管理模組系列的應用空間是極其巨大的。如通過(guò)采集水流的動(dòng)能，飛英思特無(wú)源無(wú)線(xiàn)供電解決方案可以使智能水表持續運行；利用室內或者室外的光能，可實(shí)現溫濕度計、電子價(jià)簽等小型設備的無(wú)源化運行；利用環(huán)境中的射頻能，實(shí)現工廠(chǎng)區域內固定資產(chǎn)或者移動(dòng)設備的定位追蹤。當然，隨著(zhù)應用場(chǎng)景的進(jìn)一步開(kāi)拓，相信飛英思特這種無(wú)源無(wú)線(xiàn)的供電解決方案將越來(lái)越多的應用在各個(gè)領(lǐng)域。

工廠(chǎng)叉車(chē)等移動(dòng)設備定位追蹤

綜上所述，普通光能采集和微光能采集雖都是利用光能發(fā)電，但各自的技術(shù)優(yōu)勢和應用場(chǎng)景卻并不相同，普通光能采集發(fā)電對光照度需求較高，多用于功耗和體積較大的設備，但微光能采集對于光照度的需求更低，更符合低功耗物聯(lián)網(wǎng)設備的供電需求，長(cháng)期來(lái)看，這兩者的發(fā)展方向屬于互補的關(guān)系。

雖然微光能采集因為行業(yè)、政策等諸多原因發(fā)展緩慢，但如今已受到了各界的關(guān)注和認可，相信未來(lái)，這一項技術(shù)勢必能推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。而作為業(yè)界領(lǐng)先的無(wú)源科技企業(yè)，飛英思特也將依托自身在微光能采集和其他微能量采集方面的技術(shù)領(lǐng)先性，為推進(jìn)雙碳政策和可持續性的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)創(chuàng )造巨大價(jià)值。