News

綠能創新科技 New Tech
2021.08.20

美國 NIST 稱太陽能光電系統將有潛力為室內IoT智能裝置供電


美國 NIST 稱太陽能光電系統將有潛力為室內IoT智能裝置供電

美國 NIST 最新研究指出,一般住家常見的太陽能光電系統將能夠為室內物聯網 (IoT) 裝置供電。

image : NIST

編譯 / 千日綠能 Greenlinks

美國國家標準與技術研究院 (NIST) [註1]的最新研究指出,他們正在測試太陽能電池吸收室內光線的能力,希望能夠為低容量電池的低功率設備,例如煙霧報警器、安全攝影機和溫度傳感器等,開啟利用室內部分光線的全新可能性。

 

研究人員一共測試了三種不同的材料,包含磷化鎵 (GaInP) 、砷化鎵 (GaAs) 以及矽 (SiO2) ,這類材料的能源效率雖然比較低但是經濟實惠且常見,也剛好適用於本次研究的白光 LED 燈

 

這些光電模組使用固定強度的白色 LED 燈進行測試,模擬亮度與平時相當的室內光。對於含有矽 (SiO2) 和砷化鎵 (GaAs) 的光電組件,室內光的效率低於陽光,但含有磷化鎵 (GaInP) 的光電組件在 LED燈下的表現遠好於陽光。

 

此外,含有磷化鎵 (GaInP) 和砷化鎵 (GaAs) 的光電模組在室內的表現都顯著超過了含有矽 (SiO2) 的光電模組,前兩者分別將 23.1% 和 14.1% 的 LED 光轉換為電能,而矽 (SiO2) 的功率轉換效率僅有 9.3%。

 

當光電模組連接到溫度傳感器時,即使只吸收 LED 光的矽 (SiO2) 光電模組也能提供比溫度傳感器在運行中消耗的更多的功率。在將 LED 燈關閉後,溫度傳感器持續運轉,然而其電池電量的消耗速度僅為充電速度的一半。

 

NIST 機械工程師兼該研究的主要作者 Andrew Shore 指出:「從長遠眼光來看,此領域的多數人皆已經假設可以利用光電模組為物聯網 (IoT) 裝置供電,但是我們先前尚未真正看到能夠支持這一論點的數據,但是目前的情況可以說是克服了這一點。」

 

「即使是使用能源效率較低的迷你光電模組,我們發現這些模組可以提供的電力仍然比無線傳感器消耗的多。」

研究人員指出,此項結果特別適用於全天候開燈的高樓層商業大樓。

 

然而,太陽能光電設備懸而未決的問題在於白天間歇性點燈或夜間關燈的空間運轉的情況仍不穩定,而這還尚未包含外部環境光的影響。

未來這些項目將在 NIST 的淨零能耗住宅測試設施和住宅場景的實驗室模擬中進行測試。除此之外,NIST也計劃進行實際建模以確定不同光照水平的功率輸出。


註解:

(1) 國家標準暨技術研究院 (National Institute of Standards and Technology, NIST )是一家測量標準實驗室,前身為國家標準局 (NBS, 1901~1988),屬於美國商務部的非監管機構,點這裡獲得更多資訊。


資料來源:

Solar PV has potential to power indoor smart devices


延伸閱讀:

1. SEforALL 和 Google 將組成電力脫碳聯盟

 

2. National Grid ESO 希望藉助 AI 人工智能來改善英國的太陽能預測

 

3. 利用衛星數據支持可再生能源( Renewable Energy ) 發展