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能源效率
VII 级能效标准
能量收集和太阳能
太阳能
太阳能电池
微电网和电池储能解决方案
微电网
电池储能解决方案
可持续性发展与能量收集
从电子产品的角度来看，可持续性发展包括以对生态影响最小的方式发电和用电。电子行业正在持续推动更高效的用电方式，并致力于减少有害化学物质的使用。
能量收集是从环境中获取能量并将其转化为电能的过程。例如，可以从太阳能、热能和风能中获取电力。
能源效率
您是否触摸过笔记本电脑的电源部分，并发现摸起来发热？您是否注意到，新型电源发热少？这些都是提高能源效率的实例。
用能量效率来衡量输入功率转换到输出级的效果。输入级和输出级之间的功率损耗通常以热量的形式耗散。用输出功率与输入功率的比值来衡量能效。
例如，如果一个电源的输出功率为 800 瓦，但需要 1000 瓦的输入功率，则该电源的损耗为 200 瓦，能效为 80%。
Ƞ=Pout/Pin = 800W/1000W = 80%
能效为何重要？解答
能源效率已成为消费者、设计人员甚至政府官员最重要的考虑事项之一。之所以如此之多不同的人群关注更高能效，是因为它可以节省运营成本，延长产品寿命，并通过减少额外发电防止新增污染。
VII 级能效标准
外置电源 (EPS) 的 VII 级能效标准与全球法规保持一致，虽然有望带来显著效益，但也会造成一些重大难题。我们将探讨这项将于 2026 年下半年发布的新标准的一些利弊。
优点：
- 减少能源消耗——VII 级能效标准确保 EPS 以当今技术所能达到的最高效率运行，以大幅减少能源浪费。这种能效意味着节能，相比前代外置电源 (EPS)，其能耗降低潜力可超过 50%。
- 遵循全球法规——满足 VII 级能效标准符合国际环境法规的目标，将在环境政策严格的地区助推企业顺利实现市场准入、产品获得认可。
- 提高产品可靠性——由于减少了废能（主要是热能），高能效 EPS 通常都配备了增强型组件。这可以提高可靠性，延长产品寿命。
缺点
- 制造成本增加——生产 VII 级能效标准 EPS 所需的技术通常会导致生产成本增加。因此，这对消费者来说意味着更高的产品价格。
- 更严格的测试和认证要求——VII 级合规性要求将涉及测试和认证过程。测试过程通常需要一些时间，但由于需要进行大量的新认证和重新认证，可能会导致更大的延迟。
- 实施复杂性——制造商在利用新技术/拓扑结构的同时，还要确保所有产品符合 VII 级能效标准，这可能会造成各种难题。
2 级和 II 类电源差异
2级和II类电源的差异非常重要，需要了解。NEC（国家电气规范）的2级标识，是指交流-直流电源的输出电压和功率能力，而 IEC（国际电工委员会） II类保护标识，是指电源的内部结构和电气绝缘。
能量收集和太阳能
电力不一定来自集中式发电厂的电网。分布式发电与能量收集技术可以大幅缩短电力生产点与负载端之间的距离。
太阳能
太阳能电池板制造技术的进步显著降低了成本，因此众多企业与家庭用户能够将太阳能纳入供电系统，既能作为用电场所的混合电源的一部分，也能在某些情况下彻底取代传统电网连接。
来自太阳能电池板的电能通常不能直接接入配电箱。太阳能电池板产生直流电 (DC)，就像电池产生的 DC 电源一样。大多数家用电路都使用交流电 (AC)，交流电每秒会多次改变电压极性。使用电源转换器可以将 DC 转换为 AC，以使太阳能电池板能为家用电路供电。
太阳能装置中常见的其他组件。
什么是最大功率点跟踪 (MPPT)？解答
最大功率点跟踪 (MPPT) 是一种能够随着条件和电力负荷的变化，使风轮机或太阳能电池板等可变电源实现最大发电量的方法。 太阳能电池板的输出功率可用输出电压和电流组成的功率曲线表示。在最大功率点处可以产生最大电量，计算公式为 P = V * I。使用微控制器监控电压和电流，MPPT 控制器可以最大限度地提高太阳能电池板装置的输出功率。
图片所示为最大功率的变化取决于室外气候——晴天还是阴天 ：https://www.digikey.com/en/articles/coping-with-power-variability-in-energy-harvesting
太阳能电池
并非所有太阳能电池板都采用相同的材料制造。虽然太阳能电池确实可以将太阳光转化为电能，但具体的构造方法和所用的材料可能截然不同。以下简要列出几种最常见材料：
- 单晶——太阳能电池由一个连续的硅结构/硅片制造。由于每个电池就是一整片硅，因此电池板的整体效率相当高，可达 26%，但由于加工原因，制造成本也较高。
- 多晶——太阳能电池由许多不同的硅结构共熔后冷却成型，形成无规则排列的晶体结构。这种制造方法更简单、成本更低，降低了成品面板的价格，但许多不同的晶体边界会在电池中产生瑕疵，且效率较低，通常为 15% ~ 20%。多晶硅太阳能电池板是市场上最常见的太阳能电池板类型。
- 薄膜太阳能电池板又称非晶太阳能电池板，由非晶硅、碲化镉或砷化镓等光伏材料薄膜逐层堆叠而成。薄膜太阳能电池板无需固态硅晶作为构造材料，因此厚度更薄，甚至可以放在柔性塑料衬底上。薄膜太阳能电池结构简单、成本低廉，因此已从消费市场普及到屋顶安装，甚至是电网。根据所用材料的不同，薄膜电池的效率范围为 6% - 15%，但随着进一步的研究和开发，其效率可能会提高。
什么是能量采集？它如何与 EFR32xG22E 套件配合使用？
能量采集（Energy Harvesting） 是指从环境中的各种能源（如光、运动或热量）中收集能量，并将其用于为设备供电的过程。
利用 EFR32xG22E在能量收集应用中进行功率测量与分析
在使用Silicon Labs的 EFR32xG22E 无线设备时，精确的功率测量与分析至关重要，这有助于确保系统在收集的能量范围内可靠运行。
微电网和电池储能解决方案
微电网
微电网是一种在限定区域内运行的电网，其电力来源和电力负载均由同一系统控制。与大型公共主电网不同，微电网通常只覆盖几栋建筑，且容量以千瓦为单位计算。这些较小的电力系统既可以与主电网分离，无法与较大型电网连接，也可以有一个连接点，用于连接主电网。
智能电网指的是这样一种构想：通过智能数字设备间的双向通信，对电力生产与电力消耗进行精准追踪和计量。智能电网的好处在于，可以更加灵活地利用可再生能源发电，并使电网有能力识别电力故障，对电网进行改造和维修，以确保电网保持稳定，防止停电发生。
电池储能解决方案
为了稳定电力供应并在电力供应充足时节约成本，越来越多的电力公司正在考虑并计划安装电池储能系统 (BES)。这些装置是与电网相连的大型电池。它们在电力需求高时提供电力（放电），在电力需求低时充电。由于这些设备实际上是大型不间断电源 (UPS)，因此电池管理系统和电气隔离技术是相同的，但规模要大得多。
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