飛立威光能 Arc-solar Box,2倍發電效率解決物聯網換電難題

臺灣的能源政策在轉向大力發展綠色能源後,「風風光光」在2022年夏天迎來了再生能源發電高峰,8/22當天太陽能發電容量達到555萬瓩,創下歷史記錄。555萬瓩的發電量佔全臺總發電量 15%,無疑為能源需求帶來可觀貢獻。而在政府以mega為單位力求推升再生能源發電量的同時,新創團隊飛立威光能則是選擇了一條不同的路徑,以小而美的微型設備提高能源採集效率,涓涓細流雖無法對能源佈局產生決定性影響,卻紮實的推動物聯網運轉起來。

能源採集 (energy-harvesting)廣義而言泛指各種收集利用再生能源發電的手段,但時至今日它有了另一番意義。如同採收果子般將現成的能源一點一滴匯集起來,採集量雖然不大,但電量已足夠小型IoT設備自給自足。如此能源採集手段追求的不是極大化利用再生能源廣泛供電,而是著眼在單一設備所需要的電量上,頗有幾分「弱水三千只取一瓢飲」的禪意。


飛立威光能展示研發合作產品

能源採集對於能源再生及使用的觀點是少量採集、即採即用,因此也衍生出許多與其特性相符的設備,如自行車磨電燈、壓電設備、電動車搭載的煞車動能回收系統,當然,還有眾所周知的太陽能光電板。在太陽能光電板所構築的願景藍圖中,發電效率始終受到關注。由於日照條件無法人為控制,太陽能發電量基本上是一道簡單的數學題,光電板面積×發電效率=發電量,在發電效率無法顯著提昇的情況下,增加舖設面積成了最理所當然的選擇。

然而,飛立威光能卻從半導體封裝的製程裡,找到了有效提高太陽能板發電效率的解方。

「小時候每個人都玩過放大鏡吧,移動放大鏡調整焦點可以讓紙燒起來,我們就是用相同的原理把太陽能板發電效率提高」。飛立威光能執行長周俊賢提起自家獲得七項發明專利、一項新型專利的獨家技術,就像在講解小學課本內容一樣。這片神奇的放大鏡,就是以軟性波導光伏封裝技術附加在矽晶太陽能板上的矽膠。


應用軟性波導光伏封裝技術所製造出的太陽能光電裝置,可視為一片平面集光器

應用軟性波導光伏封裝技術所製造出的太陽能光電裝置,可視為一片平面集光器,具有「散射光捕捉」與「引導光」的技術,透過矽膠讓原本直射的光線轉為折射,達到控制聚光焦點提高能量效果,即便在沒有日照條件不佳的陰天、甚至是室內人工光照環境也能有效集光,這就是提高太陽能板發電效率的祕密武器!


太陽能板還能客製出其他色彩

以此技術為核心,飛立威光能找到在太陽能光電市場的立足點,他們將此太陽能發電板打包成「Arc-solar Box」ARC是專門設計給 LPWAN/4G (Gateway)物聯網使用的太陽能防水盒,它克服傳統太陽能板必須正對陽光的限制,廣角吸收光的技術讓可使用的場域不受到限制 ,擁有更廣泛的應用。 在一日晴天中,可採集提供超過一個 AAA電池的電力,而且可連續發電長達10年,10年都不需要更換電池。

一顆3號電池的電力?聽起來很像玩笑話,但如同前述能源採集的核心概念,Arc-solar Box只要持續供應物聯網裝置所需電力,便足以對產業帶來翻天覆地的改變。物聯網設備的特性是輕便微型,使用的電力不多,但需要保持隨時聯網就意味著電力不能有一刻中斷。


飛立威光能執行長周俊賢解說智慧生活中電力的重要性

「講到智慧生活的時候,大家都把電力需求放在最後,但所有的訊息傳遞,都需要電力」,比起網路不通,物聯網工程師們更擔心的是設備沒電。由於近年來物聯網技術應用益發廣泛,實際佈建環境已跳脫室內環境,逐漸擴展至更廣闊的空間,光是為遍佈各處的裝置換電就會耗費可觀人力。而飛立威光能 的高效率能源採集系統問世後,徹底解決這個問題。

以微程式資訊整合設計軟硬整合系統的Ubike2.0為例,新型自行車搭載的智慧運算模組需要離網且持續的電力來源,也因此開啟飛立威光能與微程式資訊的合作契機。若以Ubike1.0的佈建經驗,為了進行智能租借與還車的動作,必須建置專屬電線與有線的通訊系統至駐車地樁,並額外衍生出申請、等待施工等前置期。在Ubike2.0車輛上,物聯網化成就了其無線通訊的智慧化控管,更在導入飛立威光能的客製化能源採集系統後,克服了電力來源的侷限,大幅縮短系統建置時間與維運成本,自2019年啟動上路以來,獲得相當好的使用者回饋。


飛立威光能執行長周俊賢說明與uBike的合作經驗

「依據微程式資訊的參考回饋,原uBike2.0 預計每一個半月需要回廠更換電池,但在高雄的日照條件下,有大部分獲得充足日曬的車輛超過半年都還無需更換」。比市售太陽能板高出2倍充電效率的飛立威嵌入式能源採集系統,就連颱風期間都能持續充電,同時在環境永續議題上,以即將達到的50,000輛Ubike2.0計算,此系統一年的累積發電量等同於省下1080萬顆AA電池廢棄,並減少1156 噸的碳排放量。

除了為合作單位的特殊需求量身打造解決方案,飛立威光能也投注許多心力在打造一個AIoT的電力平台,希望透過模組化的設計,連同太陽能板與電源管理機能都打包在一個盒子上,提出了具有IP67防水等級並通過CE、RoHS認證的Arc-solar Box,為更多AIoT設備提供電力基載。而在這過程中,飛立威光能為了找尋最合適的裝載於盒子內的通訊板,透過物聯網智造基地的協助,陸續媒合幾家智造服務團,最終與旭和科技媒合成功,提供最佳的通訊模組解決方案於裝置上,讓團隊得以順利完成產品開發,協助飛立威光能專利技術擴大應用,也解決眾多AIoT廠商痛點!


物聯網智造基地媒合旭和科技提供通訊模組解決方案應用於飛立威光能產品之中


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