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光伏能源可以幫助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無電池化，因此更具可持續(xù)性。根據(jù)最近的 IoT Analytics 報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 市場繼續(xù)增長。即使在 2021 年面臨芯片短缺和供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)的情況下，IoT Analytics 預(yù)計(jì)今年全球連接的 IoT 設(shè)備數(shù)量仍將增長 9%，達(dá)到 123 億個(gè)活動(dòng)端點(diǎn)。此外，到 2025 年，物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)可能會(huì)超過 270 億。不可否認(rèn)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是未來，隨之而來的是為這些設(shè)備供電的電池對(duì)環(huán)境的意外影響。

當(dāng)今市場越來越多地見證了制造、消費(fèi)電子、醫(yī)療保健、運(yùn)輸和酒店等行業(yè)，由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而變得更加高效。隨著更多用例進(jìn)入市場，這些設(shè)備的數(shù)量預(yù)計(jì)將在未來幾年內(nèi)猛增。這些設(shè)備的好處不僅會(huì)被行業(yè)感受到，也會(huì)被那些利用智能家居和可穿戴醫(yī)療設(shè)備等有影響力的功能來改善日常生活的消費(fèi)者所感受到。

雖然物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的好處是不可否認(rèn)的，但我們還必須考慮這些設(shè)備帶來的挑戰(zhàn)。目前，許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都由電池供電，這是一種對(duì)環(huán)境極其有害且不可持續(xù)的電源。僅在美國，每年就有超過 30 億電池被丟棄，我們必須問自己：我們?nèi)绾尾拍茉诓粨p害環(huán)境的情況下為聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電?幸運(yùn)的是，答案很簡單：能量收集。能量收集正在推動(dòng)超低功耗解決方案的開發(fā)，這些解決方案可以延長連接設(shè)備的電池壽命，甚至可以使設(shè)備 100% 無電池。

使能量收集成熟

獲取能量收集優(yōu)勢的第一步是創(chuàng)建以超低功耗運(yùn)行的連接解決方案。必須將設(shè)備的連接設(shè)計(jì)為需要很少的能量。在這種情況下，少量收集的能量就足以為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電并提高設(shè)備的效率。最低功耗無線電和按需喚醒是兩種類型的連接技術(shù)，它們可以顯著降低功耗，并且還可以讓電池供電的設(shè)備需要更換電池的時(shí)間很少超過 10 年——并且在某些情況下可以永遠(yuǎn)持續(xù)下去。

最低功率無線電和按需喚醒的優(yōu)勢與從環(huán)境能源(射頻 (RF)、熱能、動(dòng)能和光伏能)中收集的能量相結(jié)合，有助于使用這些電池為各種規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署供電- 擴(kuò)展甚至更換電池的替代品。

光伏發(fā)電

一種更流行的能量收集技術(shù)是通過捕獲來自太陽或照明的光伏 (PV) 電力來實(shí)現(xiàn)的。將光伏電力的捕獲視為集成到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中并用于捕獲光能的微型太陽能電池板或屏幕。各種尺寸和配置的光伏電池解決方案可以滿足不同產(chǎn)品應(yīng)用和設(shè)計(jì)配置的需求。例如，一個(gè)無電池的信標(biāo)可以通過室內(nèi)捕獲的光供電，電池大小大約是兩個(gè)郵票。

盡管光伏電池體積龐大，但它可以為醫(yī)院、購物中心、體育場館、娛樂場所、工廠、零售店和企業(yè)等大型互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)部署中的基于位置的傳感器供電。通常，這些部署由一次性電池供電，需要大量的時(shí)間和金錢維護(hù)。能量收集解決方案使得在更大的部署中為傳感器和集線器供電成為可能，其中的微型電池可持續(xù)使用一生，甚至根本沒有電池。

利用收集的光伏能源的成本和維護(hù)優(yōu)勢也與使用日?；ヂ?lián)產(chǎn)品的消費(fèi)者相關(guān)。一個(gè)例子是連接的醫(yī)療設(shè)備，如連續(xù)血糖監(jiān)測儀 (CGM)。借助低功耗連接解決方??案，患者不必?fù)?dān)心他們的 CGM 電池電量不足或錯(cuò)過捕獲和傳達(dá)的關(guān)鍵健康信息。

利用光伏能源為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電不僅是一種可以提高設(shè)備性能和日常生活的解決方案，而且從長遠(yuǎn)來看，會(huì)極大地有益于我們的環(huán)境。雖然這只是能量收集開發(fā)的一種解決方案，但它正在啟動(dòng)提供無電池和終身連接的物聯(lián)網(wǎng)的探索——這一現(xiàn)實(shí)將使我們所有人受益。