מכשירים מרוחקים של אנרגיה מהווים את עמוד השדרה של מדע סביבתי מודרני, חקלאות מדויקת, מעקב אחר תשתיות קריטיות.הערך התפעולי של מכשירים אלה קשור באופן מהותי ליכולת שלהם לתפקד באופן אוטונומי על פני תקופות מורחבות ללא התערבות אנושית, בעוד שמיניטורציה, קצה מחשוב, ודחיסה מתקדמת של נתונים שיפור דרמטי עיבוד נתונים ותמסורת, המגביל הגדול ביותר של פריסה נותרת הכוח בתוך יער גשם עמוק, או סוללת אחסון אווירית, על פני כדוריות מרוחקת, על פני כדוריות סביבתית, יש שיפור משמעותי של מערכות אחסון מרחוק, או לחץ דם מרוחקת, על פני כדוריות לטווח ארוך טווח עמוק על פני כדוריות מרוחקת, על פני כדוריות מרוחקת, יש שיפור משמעותי על פני כדוריות מרוחקת, על פני כדוריות מרוחקת, על פני כדוריות מרוחקת, על פני כדוריות מרוחקת של מערכת אחסון מרחוק, על פני כדוריות שטח, על פני כדוריות מרוחקת של אנרגיה, אשר מרחיבה של מערכת אחסון מרחוק, על פני כדוריות מרוחקת של מערכת אחסון מרחוק, יש שיפור דרמטי של אנרגיה, על פני כדוריות סביבתית של אנרגיה, על פני כדוריות מרוחקת של אנרגיה, יש שיפור דרמטי של אנרגיה, אשר מרחיבה של מערכת אחסון מרחוק, יש שיפור דרמטי של אנרגיה, ואוויר

מציאות תפעולית: מדוע כוח הוא קוסטרינט ראשוני

הבנת מדוע הכוח הוא האתגר המרכזי בחישה מרחוק דורש מבט מקרוב על המציאות המבצעית של פריסות שדה.מגבלות אלה הן בלתי סלחנות ומשפיעות ישירות על איכות הנתונים, תקציבי הפרויקט, ובטיחות אנשי שדה.

פתרונות נגישות ובטיחות

מתקנים מרוחקים רבים ממריצים באזורים רגישים מבחינה אקולוגית, מסוכנים פיזית או מוגבלים מבחינה חוקית.גישה לאתרים אלה לעתים קרובות דורשות משלחות טיול רבות יומיות, תמיכה במסוקים, או כלי רכב מיוחדים לכל רחבי העולם. ביקור באתר יחיד להחלפת סוללות יכול לעלות אלפי דולרים בלוגיסטיקה, היתרים וכוח אדם. בהגדרות המדבר, כל ביקור מגביר את הסיכון של תאונות אנושיות או הקטנת תדירות הביקורים היעילים האלה הוא שיפור היעילות ביותר של בעלות נמוכה יותר.

המונחים: Component Degradation

קיצוניות טמפרטורה הן האויב של סוללות סטנדרטיות.טמפרטורות קרות להפחית באופן דרסטי את שיעורי התגובה אלקטרוכימיים; תא אלקליין סטנדרטי יכול לאבד מעל 50% מהיכולת שלה ב -18 מעלות צלזיוס, לעומת זאת, להאיץ את טעינה פנימית עצמית יכול להוביל לרוץ אם מערכות ניהול סוללות הן לא מספיקות. Beyond טמפרטורה, חשיפה מתמדת לקרינה אולטרה סגולה מתפוצצים סולידיים וקנוניה, עלולים להיות עמידים, לחץ פיזי אמין, לחץ על מנת לניקוזמת לחץ אווירי לחץ דם לטווח ארוך, לחץ דם, לחץ דם יציב, לחץ פיזי, לחץ דם יציב.

המחיר האמיתי של סוללות ראשוניות

ניתוח עלות פשוט מגלה לעתים קרובות את היקף סוללות ראשוניות (שימושיות) עבור פריסות ארוכות טווח. בעוד העלות העליונה של תא ראשי ליתיום היא נמוכה, הלוגיסטיקה של המשלוח, האחסון, והחלפת מאות תאים ברחבי רשת חיישן מבוזרת במהירות הופכת לחיובית.ההשפעה הסביבתית היא גם דאגה גוברת.

חידושים מהירים בדור האנרגיה

ההתקדמות בטכנולוגיות של דור האנרגיה מספקת מהנדסים עם מגוון רחב של אפשרויות כדי להתאים מקורות כוח לסביבות פריסה ספציפיות.המטרה היא לבנות מערכת שיכולה בקלות לקצור מספיק אנרגיה כדי לעמוד בדרישות העומס, גם במהלך תקופות של מחסור במשאבי.

צילום: Photovoltaics

כוח השמש נשאר המקור הדור נגיש ביותר בשימוש נרחב לרגישות מרחוק.הטכנולוגיה, עם זאת, מתקדמת במהירות מעבר לוחות סיליקון פוליקליסטלליין סטנדרטיים.מונוC High-יעילות גבוהה (העברה Emitter and Rear Cell) אשר כעת לא יכול לעלות באופן שגרתי על 22% יעילות, לחלץ כוח מקסימלי משטח מוגבל, אשר ללכוד אור משני תאים אחוריים, במיוחד עבור לוחות גמישים יותר, 000, 000 על פני השטח, במיוחד, 000 עמידים, 000, 000 קלושים יותר, 000 מוגבל, 000, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 כוח על ידי פריסה, 000 מוגבל, 000 קלושים, 000 מוגבל, 000 קלושים על ידי מחזורי כוח על ידי מחזורי משקל, 000 קל יותר, 000, 000 קל יותר, 000 קל יותר, 000 קל יותר, 000 קלושים על ידי מחזורי משקל, 000 קל יותר, 000, 000, 000 קלושים על ידי מחזורי משקל, 000 קלושים על ידי מחזורי משקל, 000 קלושים, 000 קלפי מים גמישים, 000 קלפי שטח, 000 קלושים, 000 מוגבל, 000 קלושים, 000 קלפי מים גמישים, 000 מוגבל, 000 קלושים, 000 מוגבל, 000 מוגבל,

אדריכלות הדור ההיברידי

החלת על מקור דור יחיד יוצרת סיכון משמעותי.מערכת סולרית נכשלת בתקופות מעונמות מורחבות; מערכת החלפת רוחות בלבד נכשלת במזג אוויר רגוע.מערכות היברידיות משלבות שני מקורות או יותר דור עם שליטה אינטליגנטית לספק אספקת חשמל עקבית ואמינה יותר.תצורה נפוצה עבור פריסת זמן קצר טווח: מערכת סולרית המבוססת על סוללות חשמליות (R) יכולה לספק מערכת סולרית עם טורבינטורית קטנה.

תאי דלק עבור High-Density Power

עבור עומסי חשמל גבוהים כגון מכ"ם פעיל, LiDAR, או קישורים תקשורת לווייניים גבוהה, מערכות סולאריות ורוח לבד יכול להיות לא מספיק או גדול מדי. תאים דלק בקנה מידה קטן, במיוחד תאים דלק ישירות Methanol (DMFC) ו Proton Exchange Membrane דלק תאים (PEMFC) פועל על מימן, מציעים אנרגיה גבוהה מאוד.

(ב) ,0) למד על מחקר פוטו-וולטאי מתקדם ב-NRELELFLT:1.

התקדמות ב-Gear Technologies

בנק הסוללה הוא לבה של מערכת הכוח המחושבת מרחוק.זה חייב להיות מסוגל לרכוב מדי יום במשך שנים, לפעול בבטחה תחת טמפרטורות קיצוניות, ולספק התפרצויות גבוהות של זרם עבור אירועי העברת נתונים.

Rise of Lithium Iron Phosphate (LiFePO4)

LiFePO4 הפך לכימיה המועדפת עבור יישומים רגישים מרחוק. היתרונות שלה על Lithium-ion סטנדרטי (LiCoO2) ו-עופרת-acid הם משמעותיים. LiFePO4 מציע יציבות תרמית מעולה, כלומר זה הרבה פחות נוטה לרוץ או אש, תכונה בטיחות חיונית עבור מתקנים לא מצופה.

סולידריות-מדינה וסויום-איון בטיטריקים

בחיפוש אחר העתיד, סוללות מוצקות של מדינת ערב מבטיח שיפור של שינוי בדחיסות האנרגיה והבטיחות.על ידי החלפת אלקטרוליט הנוזל עם סוללות סיבור מוצק, סוללות אלה יכולות לארוז יותר אנרגיה לתוך נפח קטן יותר ולבטל את הסיכון של דליפות אלקטרוליט או הקפאת.Sodium-ion (Na-ion) סוללות הן טכנולוגיה מתפתחת אחרת. , N-ion מציעה צפיפות אנרגיה נמוכה יותר מאשר ליתיום, אבל באמצעות יתרונות של יעילות נמוכה יותר של עומס נמוך יותר, כגון עומס נמוך יותר, כגון עומס גבוה, אשר הופך יעיל עבור חומרים חסום, כגון עומס גבוה, כגון עומס גבוה, יעילות, יעילות, יעילות גבוהה, כגון טמפרטורות נמוכות יותר, 000.

Supercapacitors for Burst Power Management

שידור נתונים, במיוחד באמצעות מודמים לוויין כגון Iridium או Bgan, דורש הדופקים הנוכחיים גבוהים לאורך כמה שניות. הדופקים האלה יכולים לגרום לירידה משמעותית מתח על סוללה, פוטנציאל לגרום לאפסת מערכת או מתחת לעומס. Supercapacitors לפעול כמו bu אידיאלי עבור אירועים אלה.הם מספקים את ההתפרצות הנוכחית באופן מיידי, הגנה על הסוללה ומשתלבים את ההיצע.

(הופנה מהדף IEEE:0)Explore the latestהתפתחויות בטכנולוגיית סוללות מוצקה של IEEE Spectrumph:1.

איסוף אנרגיה מסביבת ה- Deployment Environment

מעבר לשמש ולרוח ייעודי, טכנולוגיות של איסוף אנרגיה מתפתחות מאפשרות למהנדסים ללכוד כמויות דקות של אנרגיה מכוננת, ביעילות להאריך את משך הפריסה או להפחית את דרישות גודל הסוללה.

גנרטורים (TEGs)

TEGs להמיר את הטמפרטורה שונה ישירות לאנרגיה חשמלית.עבור חישה מרחוק, זה מאוד רלוונטי. חיישן ניטור permafrost יכול לקצור אנרגיה מן ההבדל בין אדמה תת-קרקעי חם ואת האוויר הקר. צג תהליך תעשייתי יכול לקצור אנרגיה מקטרת מיקרו-עוצמה (מסלול 5 ° C עד 10 ° C שונה מספיק כדי כוח חיישן נמוך ללא הגבלת זמן לא מועברים unrequentxt זה מספיק כוח קטן (U) בעוד שהוא מספיק כדי מילימטר) כוח זעיר (או מילימטר) או אטומית כוח זעיר כדי מילימטר) הוא מספיק כדי מילימטר) מילימטרים מספיק כדי וואט (או מילימטר) מילימטרים (או מילימטר) הוא מספיק כדי מספיק כדי מספיק כדי מילימטר) כדי מילימטר) מילימטרים כוח זעיר כדי מספיק כדי מילימטרים (או מילימטרים כוח נמוך כוח נמוך כוח נמוך כוח נמוך כוח וואט) הוא מספיק כדי מספיק כדי מספיק כדי וואט (או מילימטר) הוא מספיק כדי מילימטר) כדי מילימטרים (או וואט (או מילימטר) כדי מילימטר) הוא מספיק כדי מילימטר) הוא מספיק כדי מילימטר) כדי מילימטר) כדי מילימטר) הוא מספיק כדי מילימטרים כוח נמוך כוח נמוך כוח מילימטרים

Piezoelectric ו Triboelectric ננוגניטורים (TENGs)

קצירים Piezoelectric להמיר מתח מכני לחשמל.הם מתאימים היטב למעקב סביבות גבוהות כמו גשרים או מכונות תעשייתיות. Triboelectric ננוגניטורים (TENGs) הם חידוש עדכני יותר שהצטיין בקוצר רוח אנרגיה מכנית בתדר נמוך, כגון מתפתל, תנועה עץ, או גלי מים.

אנרגיה מתחדשת

בסביבה עירונית או לידבן, אנרגיית תדר רדיו ממגדלים סלולריים, נתבי Wi-Fi, וטלוויזיות שידור הוא בשפע. RF אנרגיה קצירת אנרגיה יכול ללכוד אנרגיה זו משוטטת ולהפוך אותו לעוצמת DC. בעוד הכוח זמין מוגבל, זה יכול להיות מספיק עבור חיישנים סביבתיים מקורה או להאריך את הזמן של מכשירים שנקבעו ליד תשתיות.

(ב) קרא סקירה מקיפה של טכנולוגיות קצירת אנרגיה עבור מכשירי IoTFLT:1.

ניהול חשמל חכם וניהול תוכנה

חומרה לבד היא לא מספיק.ניהול תוכנה חכמה חיוני כדי להפיק את הערך התפעולי המקסימלי מתקציב האנרגיה הזמין.

כוונון חובה Cycling

הדרך היעילה ביותר להאריך את משך הפריסה היא להפחית את צריכת החשמל הממוצעת.רכיבה מתאימה מאפשרת החיישן להתאים באופן דינמי את קצב הדגימה וההעברה המבוסס על האנרגיה הזמינה.כאשר הסוללה היא טעון לחלוטין, החיישן יכול לשדר בתדירות הגבוהה ביותר שלו.כפי שמתח הסוללה טיפות, התוכנה באופן מצטבר להפחית את קצב הדגימה, לפני שיפור הנתונים (כמו טמפרטורה) על פני מתח גבוה זה לא יכול להיכנס מדידות מחזוריות.

תקציב אנרגיה צפוי

פלטפורמות רגישות מרחוק מודרניות יכולות לכלול תקציב אנרגיה חיזוי.על ידי הורדת תחזית מזג אוויר מקומית באמצעות קישור לווייני או ניתוח מגמות טעינה סולארית האחרונות, התוכנה לניהול אנרגיה יכולה לצפות תקופות של דור נמוך (למשל, ימי ענן) המערכת מקטין באופן פעיל את צריכת החשמל לפני הסוללה פועלת נמוך, במקום להגיב למצב נמוך של מטען.

מחסומים אמיתיים ומקריות

היעילות של חידושים אלה היא הטובה ביותר להוכיח על ידי בחינת פריסות ארוכות טווח מוצלחות בסביבות תובעניות.

חיות בר עוקבות ביערות טרופיים

לכידת מצלמות וחיישנים אקוסטיים ביערות טרופיים צפופים מהווה אתגר קיצוני לכוח השמש.הקפי סופג את רוב השמש, יצירת סביבת צל עמוקה. פרויקטים כמו אלה המנוהלים על ידי FLT:0World Wildlife InsightsFLT:1 של קרן חיות בר (FLT:1) לנצל לוחות מונוקריסטל יעילים מאוד עם גדול גדול של ליפ"ק על ידי שילוב יעיל תוכנה לניהול מינים אלה, אשר יכול להשיג ביקורים רציפים של 18 חודשים רצופים רצופים רצופים רצופים (FIR) יעיל יותר, 000, 000 יעיל יותר יעיל יותר, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר יעיל יותר יעיל יותר יעיל של מערכות הגנה על פני כדור הארץ, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל מאוד יעיל מאוד יעיל יותר יעיל יותר יעיל, 000, 000, 000 יעיל מאוד יעיל יותר יעיל, 000 יעיל, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר יעיל יותר יעיל, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל מאוד יעיל מאוד יעיל מאוד יעיל מאוד יעיל מאוד יעיל יותר יעיל יותר יעיל,

מים מתוקים ואוקיינוסיים

סביבות הנחתים הן קורוזיביות ומרוחקות.ביקור סביבתיים חייבים לפעול במשך שנים במרכז הלאומי של נתונים ביווי (NDBC) חלוצי מערכות היברידיות המשלבות לוחות סולאריים עם תאי דלק מימן. במהלך הקיץ, השמש מטפלת בעומס במהלך חודשי החורף הארוך והאפלים בקווי הרוחב גבוהים, תא הדלק מספק כוח מתמשך.

ניטור סיסמית באזורי אלפים ומדבר

מערך החיישן הסיסמית'י של ניטור רעידת אדמה לעתים קרובות מפוזרים על פני נופים עצומים, מחסניות הרים גבוהים של הרציפים. סערות אבק במדברים וצבירת שלג בהרים יכולים לטשטש לוחות סולאריים במשך שבועות.בסביבות אלה, מערכות היברידיות המשלבות מערך סולארי בגודל גבוה עם טורבינות רוח קטנות סוללות מוצקות מספקות כיום מערכות עמידות יוצאת דופן.

עתידו של מסרי ענק אוטונומיים

המסלול של מערכות כוח רגישות מרחוק הוא לקראת אוטונומיה מלאה אנרגיה.ההתכנסות של אלקטרוניקה אולטרה-נמוך, כגון RISC-V MCUs ומעבדים אנלוגיים-מימניים, עם יבול אנרגיה מתקדם וטכנולוגיות אחסון מאפשר חיישנים אלחוטיים-שנתיים יותר, ללא השגחה שנחשבו לפני עשור מחקר בלתי אפשרי לסוללות ביו-דידידיות וגמישות, כדי לאפשר חיישנים לטווח קצר יותר, תוך כדי כך שלא ניתן יהיה להפחית את החיישנים סביבתיים או חיישנים לטווח קצר יותר, תוך כדי כך שלא ניתן יהיה לפתח מחדש של מערכות אבטחה או חיישנים לטווח קצר יותר, או חיישנים לטווח קצר יותר, תוך כדי כך שיגרום בסופו של מערכות אבטחה, או חיישנים לטווח קצר יותר, או חיישנים מהירים יותר, תוך כדי כך, תוך כדי כך, או חיישנים לטווח קצר יותר, או חיישנים מהירים יותר, תוך כדי כך, אשר נחשבו כמשמעו, תוך כדי כך, או חיישנים סביבתיים, אשר נחשבולפני עשור, אשר נחשבו של מערכות אבטחה, תוך כדי כך, אשר נחשבו של מערכות אבטחה, או חיישנים לטווח קצר יותר, לאחר מכן, אשר נחשבו של מערכות הפעלה מחדש של מערכות הפעלה מחדש של מערכות הפעלה מחדש של מערכות אבטחה, אשר נחשבו של מערכות אבטחה, לאחר מכן,

מסקנה

כוח אמין הוא הגורם היחיד המגביל ביותר בפריסת תשתיות לטווח ארוך טווח מרוחקות, בהתמודדות מוצלחת עם אתגר זה דורש גישה הנדסית:0-מערכתית ברמת הנדסה גבוהה 1 המשלבת דור יעילות גבוהה (דור הבא, מעבדי אנרגיה היברידיים, מיקרו-wind, תאי דלק), אחסון חזק (LiFePO4, מוצק), קציר אנרגיה גמיש (TEG, סוללות מורכבות) ממערכות אבטחה מהירה ויעילות של סוללות, יכולות אחסון לטווח ארוך (Ricive Management) של מערכות בקרה לטווח ארוך ומאובטחות).