太阳能光伏（PV）系统已成为清洁、可再生能源发电的最大亮点。但是，性能因各种参数和环境条件而异。因此，需要一个远程实时监控系统来评估其性能。提出了物联网(IoT)在太阳能光伏系统监控中的实现，并研究了其性能。该系统由数据采集、数据网关和智能手机应用程序显示组成。数据采集以98.49%的准确率成功采集数据并上传至数据网关。数据网关能够将数据的图形表示发送到智能手机应用程序，平均传输时间为52.34秒。
用于物联网和传感器的太阳能
· 太阳能电池板对物联网的适用性
· 面板部署示例
· 物联网电池组
· 需要太阳能的物联网应用
· 系统功耗的驱动因素
· 系统功耗测量
· 调整太阳能电池板和电池的尺寸
· 面板安装
太阳能电池板对物联网的适用性
物联网应用中使用的太阳能需要承受长期暴露于紫外线、极端温度、水/湿度、振动和冲击。凭借我们超过15年的经验，Voltaic开发了一系列完整的小型太阳能电池板，包括定制设计，采用各种材料以满足广泛的要求。
聚氨酯面板：我们的聚氨酯小型太阳能电池板坚固、轻便且防水等级为IPX7。每个太阳能电池和输出线都封装在聚氨酯中，并由铝塑复合基板支撑。结果是一块坚韧的太阳能电池板可以在现场使用10年以上。与玻璃相比，Voltaic聚氨酯太阳能电池板非常低调，易于嵌入或安装到各种设计中。
ETFE面板：我们的ETFE小型太阳能电池板重量轻且防水，具有防紫外线和防刮涂层，是中期（5-7年）户外应用的理想选择。我们的标准ETFE面板具有易于使用的安装孔。
玻璃面板：虽然比聚氨酯或ETFE面板更重、更笨重，但玻璃太阳能电池板（尤其是与框架结合使用时）的使用寿命非常长。目前仅适用于定制订单。
太阳能和物联网的常见用例
· 海运集装箱和其他高价值资产的资产跟踪
· 农业监测——灌溉系统、气象站、蜂箱和粮食储存监测
· 环境监测——空气质量、水质、水位、生物声学分析、辐射检测
· 海洋系统-用于波浪监测的海洋浮标，包括漂浮物和系泊浮标，自供电车辆
物联网电池组
伏打太阳能发电系统设计为即插即用。
如果您需要带有高效太阳能充电电路的电池，我们的V25(6,400mAh)、V50(12,800mAh)、V75(19,200mAh)。V70 IoT(19,200mAh)和V88(24,000mAh)在设计时就考虑到了物联网应用。除了从太阳能高效充电外，这些电池还具有“始终开启”功能，即a)保持电池输出开启，即使在长时间没有低电流或没有电流消耗的情况下，b)具有智能重启功能——如果电池处于完全耗尽，电池不会再次打开，直到它建立一个合理的电力缓冲。这可以防止应用程序在极低光照条件下快速跳动和关闭。
电池组具有一系列安全保护和认证。有关详细信息，请参阅个别产品规格。
物联网应用和太阳能
当系统的电池寿命在4到365天之间并且没有可用的电网电源时，太阳能对于物联网应用来说是有意义的。如果应用程序的电池持续时间少于4天，则在长时间下雨和乌云密布时，它可能会停止运行。如果持续超过一年，每年更换电池可能更经济。
系统功耗的驱动因素
有很多基于系统设计的变量。通常，功率由以下因素驱动：
系统的稳态/静止功耗——这是微处理器/微控制器和任何需要连续运行的传感器的静止功耗。例如，气体传感器需要保持开启才能准确。
数据采样频率——这是传感器和处理器处于活动状态的时间。在此期间功耗增加。
数据传输的频率和持续时间——随着用于蜂窝网络以及SigFox和LoRa网络的Cat-M1和NB-IoT的引入，功耗显着降低。尽管如此，在传输模式下花费的时间和信号强度仍会大大增加日常功耗。
组件和软件设计选择会影响功耗。我们已经看到每周发送一次数据的良好监测系统，设计为使用约12,800mAh电池可持续4年，而没有通信网络的数据记录器使用4,000mAh电池可持续约10天。
系统功耗测量
我们推荐使用一些简单的方法。后两个选项在我们题为测量物联网设备的每日功耗的博文中有详细说明。
根据每个组件的数据表进行计算。将电流乘以电压乘以时间（以小时为单位）以获得每天的总瓦时数
将系统连接到电源并记录采样和传输期间的稳态和峰值功耗以及每个状态的时间长度
将系统连接到已知容量（例如3.7V、3,000mAh）的电池并记录系统运行时间
功耗的任何降低都意味着对太阳能电池板和电池容量的要求降低，或者系统耗尽电力的可能性降低。如果您仍然需要帮助，请安排与我们的一位IoT专家通话。
太阳能电池板和电池尺寸
使用实际太阳能电池板和电池在现实生活条件下测试您的系统是正确确定太阳能电池板和电池尺寸的最佳方法。我们经常建议面板应该能够在每天一小时的阳光充足的情况下为系统提供足够的电力。
假设您使用的是电池并且在阳光充足的情况下面板指向太阳，则面板额定功率的大约½将到达设备。因此，如果您有一个2瓦的面板，您将在一个小时的完美条件下从电池中为您的设备提供1瓦时的电量。一定要为一年中最糟糕的月份做好计划。在北半球，这将是十二月。
我们在博客文章估算物联网设备的太阳辐照度中解释了如何按月和位置计算预期发电量。
电池提供能量存储。虽然它因应用和容忍度而异，但在一年中的某些时候，美国许多地区的7天厚云层覆盖并伴随着太阳能发电量非常少的情况并不少见。我们认为电池的尺寸应该至少能够度过那些低太阳时期。
面板安装
对于我们的标准面板，我们有一系列通用太阳能电池板支架，这些支架通过U型螺栓连接到直径范围为0.5-2.5英寸的垂直和水平杆上，并在2.5英寸及以上的管道上使用管夹（见下图）.我们聚氨酯面板背面的每个角都有一个4/40不锈钢螺丝，可以连接到一系列材料上。我们的ETFE面板带有带可选安装螺钉的通孔。如果您有其他要求，请查看我们的自定义太阳能电池板页面以了解选项。
对于不太永久性的安装，您还可以使用磁铁，该磁铁穿在不锈钢螺丝、拉链带或我们的角架上。
