我國智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

“智能電網(wǎng)”的概念是2009年5月由國家電網(wǎng)提出的，覆蓋從發(fā)電、輸電、變電、配電，到用電和調(diào)度的6個(gè)環(huán)節(jié)的全面智能化，規(guī)劃分三步走戰(zhàn)略[1]：2009～2010年規(guī)劃試點(diǎn)；2011～2015大規(guī)模建設(shè)；2020基本完成。那么智能電網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)如何？

北京賽迪世紀(jì)信息工程顧問有限公司能源咨詢中心高級(jí)咨詢師路遠(yuǎn)稱，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)方面主要體現(xiàn)三個(gè)特點(diǎn)：

1.智能電表市場(chǎng)進(jìn)入適度增長(zhǎng)期。目前傳統(tǒng)電能表市場(chǎng)已經(jīng)從高速增長(zhǎng)期進(jìn)入適度增長(zhǎng)期，整個(gè)行業(yè)產(chǎn)能過剩，競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，行業(yè)利潤(rùn)率下降；與此同時(shí)，智能電表為電能表市場(chǎng)注入新的活力，市場(chǎng)有望大幅增長(zhǎng)。

2.市場(chǎng)份額將向大企業(yè)集中，行業(yè)重組勢(shì)在必行。

3.產(chǎn)品成本、質(zhì)量及企業(yè)整體運(yùn)營能力的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。

國內(nèi)需求平穩(wěn)，出口增長(zhǎng)

IHS iSuppli公司工業(yè)電子行業(yè)分析師朱慧給我們了一些具體數(shù)字，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)被提升到國家戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)到2020年，中國對(duì)智能電網(wǎng)的總投入將超過4萬億元。作為智能電網(wǎng)的一部分，智能電表的發(fā)展取決于電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)度，未來3～5年發(fā)展勢(shì)頭良好。

2011年國內(nèi)電表總產(chǎn)量1.02億只，其中智能表約8300萬只。2011年國家電網(wǎng)采購逾6800萬只電表，其中智能表5900多萬只。預(yù)計(jì)今年國內(nèi)總產(chǎn)量1.09億只，其中約9200萬只智能表，增勢(shì)趨緩。由于2010和2011年智能電表市場(chǎng)發(fā)展迅速，電表廠商紛紛擴(kuò)張產(chǎn)能，現(xiàn)在為保證產(chǎn)能利用率，紛紛加速開拓海外市場(chǎng)。保守估計(jì)，今年將有2800萬只電表出口。

TI負(fù)責(zé)智能電表市場(chǎng)拓展的工程師孫東解釋了國內(nèi)需求基本和去年持平或略有增長(zhǎng)的原因，因?yàn)閲覍?duì)智能電網(wǎng)的換裝是從2009年開始進(jìn)行的，已經(jīng)持續(xù)了兩三年。國家電網(wǎng)去年有5000多萬支的換裝，今年第一次招標(biāo)1600萬只，這次招標(biāo)也有2000多萬只，到年底還將有一次招標(biāo)，所以總量應(yīng)該有5000～6000萬只。南方電網(wǎng)的市場(chǎng)也基本保持了比較平穩(wěn)的態(tài)勢(shì)，因?yàn)槟暇W(wǎng)主要是在云貴等地區(qū)，大部分還是以機(jī)械為主的，少部分地區(qū)會(huì)用到電子表。

IHS iSuppli朱慧分析道，從出口地區(qū)來看，東南亞和中東地區(qū)居多。大家也很看好南美的巴西市場(chǎng)，但目前推進(jìn)還有些困難。預(yù)計(jì)今年下半年和明年會(huì)加快推進(jìn)速度。

MCU和計(jì)量芯片、PLC模塊市場(chǎng)

IHS iSuppli主要關(guān)注智能表的三大類：MCU(單片機(jī))、計(jì)量芯片和PLC通訊模塊。MCU主要由海外廠商主導(dǎo)，計(jì)量和PLC則以本土廠商為主。

電表的MCU市場(chǎng)上，國內(nèi)廠商中只有復(fù)旦微電子擠入前三。日本的瑞薩電子市場(chǎng)份額領(lǐng)先。

隨著國網(wǎng)對(duì)智能電表采購標(biāo)準(zhǔn)的提高，不久的將來，MCU領(lǐng)域?qū)⒓铀傧磁啤?/p>

電表的計(jì)量芯片市場(chǎng)上，單相表和三相表領(lǐng)域分別由銳能微和鉅泉光電主導(dǎo)。兩家的市場(chǎng)份額正在不斷擴(kuò)大，相互滲透。

在PLC(電力線載波)通訊模塊市場(chǎng)上，東軟載波、福星曉程、彌亞微仍然保持前三。隨著技術(shù)的升級(jí)，以及對(duì)PLC指定的逐步放開，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局會(huì)有較大變化。

但是，一些企業(yè)也開始做二合一芯片。例如TI可以提供把計(jì)量芯片、MCU、液晶驅(qū)動(dòng)、RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)集成在一起的SoC(系統(tǒng)芯片)，后續(xù)TI打算把PLC也集成進(jìn)來。因?yàn)橹袊鴩鴥?nèi)市場(chǎng)有一個(gè)強(qiáng)制性要求，一定要把PLC跟SoC/ MPU隔離開，所以，目前國內(nèi)市場(chǎng)上暫時(shí)沒有這種PLC、MCU和計(jì)量集成起來的芯片。

那么，我國為什么要把PLC模塊單獨(dú)列出來？可能主要是由于產(chǎn)業(yè)分工的原因，因?yàn)楝F(xiàn)在做載波的供應(yīng)商不做計(jì)量芯片，也不做MCU；做MCU和做計(jì)量的也不做載波。另外一個(gè)是考慮到安全，因?yàn)檩d波一般是掛在220V的電力線上，它需要和MCU控制端保護(hù)數(shù)控儀器。

網(wǎng)絡(luò)化、SoC化

賽迪世紀(jì)的路遠(yuǎn)稱，模塊化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化是智能電表的發(fā)展趨勢(shì)。其中網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢(shì)，可以將智能電表的部分功能從接入層上移到網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)層，通過數(shù)據(jù)共享和綜合分析實(shí)現(xiàn)智能電表的功能，簡(jiǎn)化智能電表的設(shè)計(jì)。目前，可利用的通信網(wǎng)絡(luò)有：電力線載波(PLC)網(wǎng)、光纖與同軸電纜(HFC) 網(wǎng)、固定電話(PSTN)網(wǎng)、無線移動(dòng)(GSM/GPRS/ CDMA)網(wǎng)。

IHS iSuppli的朱慧預(yù)測(cè)，MCU目前還是以8位為主，將來由于有更多的連接，將升級(jí)到32位。MCU的SoC化在智能電表中越來越普及型，例如MCU與RTC、LCD驅(qū)動(dòng)集成在一起。

TI的孫東認(rèn)為，目前基本上單向電90%是8位或16位的水平，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)完全滿足這個(gè)需求了；在三相電表方面，大部分也是8位、16位，還有一小部分是32位。這取決于電表的功能要求和變化，例如向國外出口的電表對(duì)于某些協(xié)議棧的要求會(huì)比較復(fù)雜，通訊功能較弱(像G3-PLC可能對(duì)于高速通信限制)，因此對(duì)MCU的要求會(huì)較高，所以會(huì)選擇32位的平臺(tái)。而對(duì)于傳統(tǒng)的國內(nèi)市場(chǎng)，還停留在8位、16位的平臺(tái)上。

Gartner的半導(dǎo)體和電子研究總監(jiān)Adib Carl Ghubril稱，智能電表中所采用的電子元器件應(yīng)能實(shí)現(xiàn)如下各項(xiàng)功能：1.能在分時(shí)計(jì)價(jià)中計(jì)算功耗——意味著能夠處理電流和電壓信號(hào)；2.保護(hù)數(shù)據(jù)安全——意味著能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的加密解密；3.傳輸數(shù)據(jù)并接收指令——意味能夠執(zhí)行某些通訊協(xié)議。

能夠支持所有上述3項(xiàng)功能的主電子裝置上較好地組合了MCU(一個(gè)或多個(gè))、穩(wěn)壓器、傳感器以及無線電收發(fā)器。

與其它實(shí)現(xiàn)方式相比，理想的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)集成更多的電子元器件，例如，Maxim公司推出的用于智能電表的Teredian SoC方案。

某些實(shí)現(xiàn)可能有數(shù)個(gè)多芯片解決方案，如：Atmel公司的RF MCU，采用ZigBee通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)智能電表(Silicon Labs、Microchip、Freescale等很多公司采用這種方法)。

此外，DSP式功能性模塊適用于功耗的計(jì)算(以及添加時(shí)間戳)；因此，至少可以看到16位MCU或32位MCU采取了這種方法。在支持乘法累加功能的MCU上有可能實(shí)現(xiàn)計(jì)量引擎(既然提到了這點(diǎn))——雖然這只是在理論上。

總之，高層次電子發(fā)展趨勢(shì)是更為靈敏、更多地應(yīng)用DSP、以及更為廣泛地采用RF射頻技術(shù)。

部分芯片廠商觀點(diǎn)

智能電表架設(shè)和配電自動(dòng)化的挑戰(zhàn)

Maxim(美信)終端市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)理David Andeen認(rèn)為，智能電表的架設(shè)和配電自動(dòng)化的推廣是當(dāng)今市場(chǎng)上兩個(gè)最重要的趨勢(shì)。對(duì)于智能電表而言，計(jì)量、通信及安全是最關(guān)鍵的部分。

對(duì)于IC來說，一大發(fā)展趨勢(shì)是性能和集成度。對(duì)于智能電表，一些生產(chǎn)商需要高性能功能模塊，從而可以獲得靈活的架構(gòu)。而一些生產(chǎn)商則需要高集成度方案，以支持多種通信協(xié)議。在配電自動(dòng)化方面，誠然高性能功能模塊是王牌，但是還需要測(cè)量更多的端點(diǎn)。這些端點(diǎn)對(duì)測(cè)量精度和速度的要求沒有變電站設(shè)備那么高，因此我們將會(huì)看到各種性能級(jí)別的產(chǎn)品問世。

美信的產(chǎn)品已用在超過8千萬只的智能電表上。其金融終端安全技術(shù)非常適合智能電網(wǎng)應(yīng)用。該公司所倡導(dǎo)的G3-PLC業(yè)已成為OFDM電力線通信的國際標(biāo)準(zhǔn)。

SoC化和本土研發(fā)策略

針對(duì)國網(wǎng)的采購便宜，會(huì)擠壓一些廠商的利潤(rùn)空間。TI市場(chǎng)拓展工程師孫東認(rèn)為這也是促使電表芯片SoC化，對(duì)于客戶整個(gè)成本來可降低很多。研發(fā)工程師的創(chuàng)新建議從三方面入手：一方面是如何更好地控制成本，因?yàn)榇蠹以谙嗤瑯?biāo)準(zhǔn)下，誰把成本做得越低誰就越有競(jìng)爭(zhēng)力。第二，同樣重要的是質(zhì)量，從去年招標(biāo)情況來看，在控制成本的情況下如何提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證高可靠性是一個(gè)挑戰(zhàn)。第三，創(chuàng)新，國內(nèi)的表廠動(dòng)作很快，如何更快地開發(fā)出滿足國外不同區(qū)域的要求，能快速把自己的表計(jì)升級(jí)為他們的標(biāo)準(zhǔn)也是個(gè)挑戰(zhàn)，要做的工作很多。

那么，相比于國外的電表市場(chǎng)，中國的電表市場(chǎng)有何特點(diǎn)？孫東認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)分工不太相同，有的國家每個(gè)州或每一個(gè)省都有電力運(yùn)營商，用戶可以選擇不同的運(yùn)營商，電表廠商也可以選擇不同運(yùn)營商的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來供貨。在國內(nèi)只有兩家運(yùn)營商：國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)，國家電網(wǎng)管轄了27個(gè)省，約占80%以上份額。所以，作為電表廠商選擇性相對(duì)少一些，但要根據(jù)中國國家電網(wǎng)智能電表的標(biāo)準(zhǔn)來做產(chǎn)品，對(duì)于一些項(xiàng)目，電表廠做出來的表計(jì)一模一樣，這是和國外最大的區(qū)別。

計(jì)量：智能能源的核心

Microchip公司智能能源解決方案部經(jīng)理Clayton Pillion稱，公共事業(yè)公司面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是在能源需求的高峰期保持高水準(zhǔn)的服務(wù)，同時(shí)不會(huì)使能源價(jià)格發(fā)生明顯波動(dòng)。因此，能夠智能地管理電力消耗是實(shí)現(xiàn)更高效和更穩(wěn)定電網(wǎng)的基礎(chǔ)。室內(nèi)的主要耗能產(chǎn)品應(yīng)能實(shí)時(shí)了解自身的能源使用情況，并能夠在能源供應(yīng)發(fā)生變化時(shí)收到相關(guān)信息。例如，嵌入式單片機(jī)和通信可以使HVAC(供熱、通風(fēng)與空調(diào))、洗滌設(shè)備、PC和機(jī)頂盒在電力供給緊張而需求很高的熱浪期間降低功耗。為了使室內(nèi)的智能設(shè)備發(fā)揮功效，必須將能源相關(guān)的數(shù)據(jù)與外界共享。這可以通過安裝能夠與公用事業(yè)公司和/或基于云的服務(wù)交換能源信息的智能電表或?qū)拵ЬW(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)?？傊瑢㈦娮釉傻礁吖脑O(shè)備并將它們與能源消息流相連接，可以使公用事業(yè)公司在用電高峰期更加高效地提供能源。

要將能源意識(shí)融入到消費(fèi)產(chǎn)品中，需要在目前的基礎(chǔ)上增加更多的處理和通信。例如，可編程通信恒溫器(PCT)需要更高的處理性能，以運(yùn)行TCP/IP協(xié)議棧和加密軟件等更為復(fù)雜的軟件，同時(shí)還要驅(qū)動(dòng)更大的LCD顯示屏。電子元件數(shù)量的增加推動(dòng)了對(duì)低功耗IC的需求，尤其對(duì)于某些功率預(yù)算有限的產(chǎn)品更是如此，例如用于老舊房屋的PCT，這些房屋的線路可能無法支撐增加的電流消耗。

智能能源的另一個(gè)重要

方面是精確計(jì)量能量的能力。在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中，許多電源、線路監(jiān)視器和配電裝置正在向計(jì)量誤差低于1%的目標(biāo)過渡。為了達(dá)到這一目標(biāo)，需要在IC中集成具有可編程增益、支持各種減噪算法且有效位數(shù)更高的A/D轉(zhuǎn)換器。

Microchip已形成涵蓋計(jì)量(能量計(jì)量)、RF通信、存儲(chǔ)器和單片機(jī)的強(qiáng)大技術(shù)基礎(chǔ)。

未來的智能電表要滿足多種趨勢(shì)

ADI 技術(shù)業(yè)務(wù)經(jīng)理張松鋼指出，未來，智能電表技術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)依然是高精度、低功耗、智能化。同時(shí)，未來的智能電表還應(yīng)該滿足以下的技術(shù)要求。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。

電表的雙向互動(dòng)。

核心芯片的性能。利用電力載波進(jìn)行集中抄表是智能電表應(yīng)用中最基礎(chǔ)的功能，其核心芯片的性能也是決定電力載波系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。系統(tǒng)廠商如果要保證信號(hào)的傳輸距離，就要盡最大可能提高發(fā)射功率，然而一般來說，發(fā)射功率過大就會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾，也就是常說的“二次污染”。要減少這類污染，就要盡可能用最小發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)最佳傳輸效果，這就需要從核心芯片入手來解決這個(gè)問題，而不只是著眼于系統(tǒng)的外圍。

通信保障能力和網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。在實(shí)施電力載波集中抄表方案過程中，需要解決任意相鄰節(jié)點(diǎn)物理層通信保障能力的問題和具有幀中繼控制的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的問題，采用高集成度的SoC解決方案則是有效的途徑之一，此外，利用芯片內(nèi)部的嵌入式微處理器來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸與信息安全控制也可以大幅度增強(qiáng)電力載波芯片的性能。

在智能電網(wǎng)方面，ADI提供了幾款主打的技術(shù)產(chǎn)品，其中AD7606是新一代8通道同步采樣ADC家族系列，還有Blackfn系列處理器。

PLC的發(fā)展趨勢(shì)

意法半導(dǎo)體(ST)工業(yè)與功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品部市場(chǎng)開發(fā)總監(jiān)Oleg Logvinov稱，為推進(jìn)家庭智能電網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，我們需要先進(jìn)的通信技術(shù)，把智能電表、電動(dòng)汽車充電樁、再生能源、大家電、照明系統(tǒng)和用戶界面連在一起，組成一個(gè)實(shí)時(shí)人機(jī)互動(dòng)系統(tǒng)。

最近幾年，作為智能電網(wǎng)和智能電能應(yīng)用的核心技術(shù)，電力線通信(PLC)異軍突起。PLC技術(shù)分為兩類，一類是頻率1.8 MHz以上的寬帶技術(shù)，另一類是帶寬在kHz以內(nèi)的窄帶通信技術(shù)。通常情況下，寬帶PLC用于組建家庭網(wǎng)絡(luò)，而窄帶PLC則更多地用于智能電表與智能電網(wǎng)。

在窄帶P LC技術(shù)領(lǐng)域，歐洲OPENmeter是最早把窄帶PLC標(biāo)準(zhǔn)用于智能電表基礎(chǔ)設(shè)施的電力工程。這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者和倡導(dǎo)者包括主要的能源企業(yè)協(xié)會(huì)，例如，Meters and More， PRIME和G3-PLC。最近，我們開始注意到新的國際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，例如，IEEE 1901.2(目前還在制訂中)。在寬帶PLC技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)互操作標(biāo)準(zhǔn)的代表是IEEE 1901、HomePlug AV和HomePlug Green PHY。

對(duì)于IC來說，高集成度和可編程功能變得越來越重要，特別是在智能電表應(yīng)用更是如此。另一方面，在家庭應(yīng)用中，通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被提高，高可靠性成為連接標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制要求。當(dāng)然，低功耗和高能效在這些應(yīng)用中非常重要。

今天，ST憑借STarGRID SoC系統(tǒng)芯片領(lǐng)跑窄帶PLC市場(chǎng)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)領(lǐng)域。STarGRID SoC是目前市場(chǎng)集成度很高的窄帶PLC平臺(tái)，單片整合1個(gè)高性能多標(biāo)準(zhǔn)PLC調(diào)制解調(diào)器、1個(gè)可編程協(xié)議引擎、完整的模擬前端和電力線驅(qū)動(dòng)器。

實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的計(jì)量

IDT中國事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)浦志勇認(rèn)為，未來智能電網(wǎng)的核心是可靠、高速和低價(jià)的通信技術(shù)的成功應(yīng)用，從而為數(shù)以億計(jì)的終端用戶和電力公司之間提供雙向的互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)階段，智能電表作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備，準(zhǔn)確、可靠的計(jì)量是智能電表首要解決的問題，而通信技術(shù)則是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

作為智能能源產(chǎn)品，一方面，產(chǎn)品本身應(yīng)具有低功耗的特點(diǎn)，更重要的則是產(chǎn)品及其解決方案應(yīng)促進(jìn)能源的更有效使用。

IDT提供業(yè)界寬動(dòng)態(tài)范圍的計(jì)量芯片，有助于電能表制造商統(tǒng)一生產(chǎn)工藝，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，降低生產(chǎn)成本，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

SoC解決方案

飛思卡爾半導(dǎo)體公司(Freescale)市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理何英偉介紹道，該公司提供安全的、終端到終端的解決方案，支持從輸電、配電、分站到入戶的智能電網(wǎng)(圖1)。這些方案將協(xié)助解決設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)。

總而言之，智能電表需要減低系統(tǒng)成本，降低(系統(tǒng))功耗，在故障戓掉電事件中的數(shù)據(jù)保存，防篡改，智能計(jì)量通信更復(fù)雜(需要更多的GPIO和串行通信模塊(I2C，SCI和SPI)，有線戓無線通信)。

飛思卡爾推出了8至32位單片機(jī)，并把單片機(jī)、傳感器、電源管理模擬IC及低功耗無線IC模塊(ZigBee，Sub GHz)盡可能整合在同一封裝內(nèi)，如MC13224V是集成ARM7+2.4GHzRF IC，再配合適當(dāng)軟件及各國對(duì)智能電網(wǎng)零部件的要求，提供整合的參考方案，以節(jié)省設(shè)計(jì)人員硬軟件開發(fā)和生產(chǎn)測(cè)試的時(shí)間。

圖1 飛思卡爾智能網(wǎng)和講師解決方案

表1 面向可再生能源應(yīng)用的凌力爾特 IC 解決方案

太陽能及各種能源的管理與收集

凌力爾特公司電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)Tony Armstrong介紹了新能源的利用。

太陽能 在各家公司都致力于尋求降低功耗之方法的情況下，太陽能供電型電子設(shè)備的市場(chǎng)呈持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。為了降低運(yùn)行能源成本，部署在智能電網(wǎng)上的智能電表將很有可能由某種環(huán)境能量源來供電，而一種適用且豐富的能量源便是來自太陽能。然而，鑒于太陽能電源變化無常且不可靠，所以幾乎所有的太陽能供電型設(shè)備都配有可再充電電池。因此，一個(gè)重要的目標(biāo)是吸取盡可能多的太陽能，以對(duì)這些電池進(jìn)行快速充電并保持其充電狀態(tài)，從而在無法獲得太陽能時(shí)將其用作一種能量源。

反之，倘若智能電表采用電池作為其主電源，則電源轉(zhuǎn)換和管理電子組件在待機(jī)模式中將必需具有非常低的靜態(tài)電流，以延長(zhǎng)電池的使用壽命。幸運(yùn)的是，凌力爾特提供了眾多靜態(tài)電流水平通常低于25μA的IC。

環(huán)境能量 在我們周圍存在著許多環(huán)境能量，能量收集的傳統(tǒng)方法一直是借助太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)。不過，新的收集手段允許我們利用各種各樣的環(huán)境能量源來產(chǎn)生電能。而且，重要之處不是電路的能量轉(zhuǎn)換效率，而更多地是在于可為其供電的“平均收集”能量值。例如：熱電發(fā)生器可將熱量轉(zhuǎn)換為電力、壓電元件可轉(zhuǎn)換機(jī)械振動(dòng)、光伏元件用于轉(zhuǎn)換陽光(或任何光子源)、而電流元件則可從濕氣實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。這使得能夠給遠(yuǎn)程傳感器供電或?qū)﹄娔艽鎯?chǔ)器件 (例如：電容器或薄膜電池) 進(jìn)行充電，從而可為微處理器或發(fā)送器實(shí)施遠(yuǎn)程供電，而無需使用本地電源。這反過來又為將凌力爾特的能量收集產(chǎn)品用作潛在的解決方案帶來了機(jī)會(huì)(表1)。

凌力爾特產(chǎn)品的特點(diǎn)是，現(xiàn)成有售的能量收集技術(shù) (例如振動(dòng)能量收集和室內(nèi)光伏單元) 在典型工作條件下可產(chǎn)生mW 級(jí)的功率。盡管這么低的功率似乎用起來很受限，但是若干年來收集組件的工作可以說明，無論就能量供應(yīng)還是就所提供的每能量單位的成本而言，這些技術(shù)大體上與長(zhǎng)壽命的主電池類似。此外，采用能量收集的系統(tǒng)一般能在電能耗盡后再充電，而這一點(diǎn)主電池供電的系統(tǒng)是做不到的。環(huán)境能源包括光、溫差、振動(dòng)波束、發(fā)送的RF信號(hào)，或者其他任何能通過換能器產(chǎn)生電荷的能源。

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