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能源效率
VII 級效率標準
能源採集與太陽能
太陽能
太陽能電池
微電網與電池儲能解決方案
微電網
電池儲能解決方案
永續性與能源採集
要從電子產品的角度達到永續性，就包括採用對生態影響最低的發電與用電方式。更有效使用電力與降低電子產品中的化學物質，一直是穩定成長的趨勢。
能源採集是從環境中擷取能量並轉換成電力的一種過程。舉例而言，就可從太陽光、熱能與風力採集電力。
能源效率
你是否曾碰觸過筆電的電源供應器，然後發現摸起來有點溫度？你是否注意過新型的電源供應器發熱較少呢？這些就是能源效率差異的實際範例。
能源效率會針對輸入功率轉換到輸出級的表現進行測量。輸入與輸出級之間損耗的功率量通常會以發熱的型式耗散。將輸出功率除以輸入功率，就可測量出效率。
舉例而言，若電源供應器輸出 800 W，但需要的輸入為 1000 W，代表此電源有 200 W 的損耗，因此效率為 80%。
Ƞ=Pout/Pin = 800W/1000W = 80%
能源效率的重要性為何？查看答案
能源效率對消費者、設計人員甚至是政府官員而言，已成為最重要的考量之一。有那麼多人都在乎更高效率的原因在於，可節省營運成本、延長產品壽命，更可避免進一步發電的額外污染。
VII 級效率標準
外接式電源供應器 (EPS) 的 VII 級效率標準可對應全球規範，除了帶來優點，也會面臨一些明顯的挑戰。我們將針對這套即將在 2026 年後半年公布的新標準，探討一些優缺點。
優點：
- 能源消耗量降低 - VII 級標準可確保 EPS 以最高效率操作，這對現今科技來說相當實用，可大幅減少能源的浪費。效率提升就可節省能源，與前幾代的 EPS 相比，甚至有機會可降低超過 50% 的能耗。
- 全球規範合規性 - 符合 VII 標準也可對應國際環境規範的目標，因此有助於在施行更嚴格環境政策的區域中，更順利進入市場並提升接受度。
- 提升產品可靠度 - 在能源的浪費 (主要是發熱) 減少後，高效率的 EPS 通常可搭載增強的元件，因此可進一步提升可靠度並延長產品壽命。
缺點：
- 製造成本提高 - 生產 VII 級 EPS 所需的技術通常會導致生產成本增加，進而讓消費者負擔的價格提高。
- 更嚴格的測試與認證要求 - VII 級合規性包含測試與認證流程。此測試流程通常要耗費一段時間，但因為新申請與重新申請的認證案件增多，可能會面臨額外延遲的情況。
- 實作的複雜性 - 製造商為了確保所有產品符合 VII 標準而運用新技術／拓撲時，可能會遭遇難題。
Class 2 與 Class II 電源供應器: 有差別?
Class 2 與 Class II 電源供應器是有差別，理解 Class 2 和 Class II 電源供應器之間的差異至關重要。
能源採集與太陽能
電力並非一定要來自集中式電廠的電網。分散式發電與能源採集能在更靠近負載點的位置進行發電。
太陽能
太陽能板製造的進展已讓成本大幅降低，因此許多商家與屋主得以將太陽能納入其電源組合中以便供電，或在某些情況下，更可完全取代傳統的公用事業電網連接。
來自太陽能板的電力通常無法直連電氣接線盒。太陽能板可產生直流 (DC) 電力，如電池的 DC 電力一樣。絕大多數家用電路都採用交流 (AC) 電力，其電壓極性每一秒會改變數次。採用逆變器就可將 DC 轉變成 AC，如此一來，太陽能板就可供電給家用電路。
太陽能設備中常見的元件還包括：
最大功率點追蹤 (MPPT) 為何？查看答案
最大功率點追蹤 (MPPT) 是一種針對可變電源 (如風力或太陽能) 隨情況與電力負載變化而產生最大電力量的方式。太陽能板的輸出功率能以功率曲線圖的方式呈現，其中含有輸出電壓與電流。最大功率點是指在公式 P = V * I 下能產生的最大電力點。MPPT 控制器可透過微控制器來監測電壓與電流，藉此讓太陽能板設備的輸出最大化。
此圖片指出戶外的晴朗／雲層狀態對最大功率的變化：https://www.digikey.com/en/articles/coping-with-power-variability-in-energy-harvesting
太陽能電池
並非所有太陽能板的製作材料都相同。太陽能電池固然可將太陽光轉換成電力，但其採用的結構方式與材料可能相差甚遠。以下列出幾個最常見的範例：
- 單晶 - 太陽能電池由單一連續性矽結構／晶圓組成。由於每個電芯只採用單一矽組成，面板的整體效率相當高，最高可達 26%，但製造成本也因加工而有所提高。
- 多晶 - 電芯由多種不同的矽結構熔化後冷卻組成，因此可構成隨機的晶體排列。這個結構方式成本較低且更簡易，因此最終面板價格較便宜。然而，多種不同的晶體邊界會在電芯內造成瑕疵，因此效率較低，通常只有 15 至 20%。多晶矽結構太陽能板是市場上最常見的太陽能板。
- 薄膜 - 亦稱為非晶質太陽能板，是利用光電材料的薄層組成，例如非晶矽、碲化鎘或砷化鎵。因為結構上無需固態矽晶，因此薄膜太陽能板更為輕盈，甚至可放置在柔性塑膠背板上。薄膜太陽能電池因具有簡易結構與低成本，因此應用範圍涵蓋消費性市場到屋頂設備，甚至可用於電網。薄膜電池的效率介於 6 至 15%，視實際材料而定 (但後續研發可能會有所提升)。
利用 EFR32xG22E 在能量採集應用中進行功率測量和分析
當使用 Silicon Labs 的 EFR32xG22E 無線設備時，精確的功率測量和分析對於確保系統在採集能量范圍內可靠運作是十分重要。
微電網與電池儲能解決方案
微電網
微電網可在有限區域內運作，具備電力來源與電氣負載，並可由相同的系統進行控制。微電網與公用事業採用的更大型主電網有所不同，通常只涵蓋數個建築物且容量在 kW 範圍內。這些較小的電氣系統能與主電網分離且不連接更大的網路，又或者可具有一個連接點，以便與主電網構成電氣連結。
智慧電網的想法兼具發電與用電，可透過智慧數位裝置之間的雙向通訊達到詳盡的追蹤與測量。智慧電網的優點在於可透過再生能源達到更大的發電彈性，並可讓電力網路判別電力故障情況，以便進行電網重工與維修，確保電網的穩定性，讓斷電情況防範於未然。
電池儲能解決方案
為了在電力供應充沛的情況下，提供一致的供電並節省成本，越來越多電力公司都在考慮並規劃安裝電池儲能設備 (BES)。這些設備由大規模的電池組成，然後連接到電網。可在高用電需求時提供電力 (放電)，並在低用電需求時充電。這些電池也是有效的大型不斷電系統 (UPS)，因此在電池管理系統與電氣隔離技術上皆相同，但規模更大。
Nexperia 的 NEH2000BY 能量收集 PMIC 能透過射頻 RF 收集能量嗎?
Nexperia 的 NEH2000BY 能量收集 PMIC 能透過射頻RF收集能量嗎? NEH2000BY 晶片的設計目的是從光伏電池中獲取能量，並為電池充電。
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