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所有这些例子中,有一些共同的主题。其中之一是需要网络技术来连接显示世界的智能传感器,以共享信息和/或制定决策。第二,所有例子都专注于改善对关键及昂贵资源的管理:电能、自来水、热力、燃气和时间。
这些资源受限的事实得到了数据的大力支持。2010年全球消耗了20,200太瓦时(TWh)电能,预计到2040年将达到39,000TWh,每年的电能需量增长为2.2%。假如一个煤电厂的容量为300MW,那么每年需要增加170座煤电厂才能满足全球容量增长需要。
如果每座煤电厂的费用大约为10亿美金,这就意味着每年电能容量的投资至少为1700亿美金(更不要说日常维护费用)。注意,这里为了讨论方便,我们简化了问题,因为真正驱动新容量需求的是峰值需量,而不是平均功耗。无论哪种情况,数据都说明我们需要稳定增加昂贵的电能,以满足不断增长的需求。智能电网承诺帮助我们更好地平衡能耗,以降低峰值需量,意味着我们可延迟或节省大幅的容量投资。
为了监测能源消耗,我们不需要更换传统的电表。相反,我们真正需要的是一种能增加至已有应用的现成测量方案。合适精度(1%或更优)的电能测量已经是一门专业学科。所以,我们现在真正需要的是使我们能够检测能源消耗的看守方案。一种可能的方案是传感器制造商在通信模块外部增加一个电流变压器和一个可编程电能测量IC,例如78M6610_LMU。电流变压器用于电能测量,尽管效率高,但可能不满足我们的“高性价比、小体积”要求。
尽管电流变压器是最常见的能耗测量方案的传感器,但体积大、成本高。分流器的成本低、重量轻,但与已有系统集成困难。连接至分流器意味着直接连接至电源的交流电力线。首先要用光耦隔离,然后在测量系统所在的一侧需要附加电源。这一步骤与最初采用分流器节省成本和空间的初衷相违背。市场上现在具有少数高精度测量方案,例如MAX78615/78700芯片组,解决了这个问题,提供隔离且无需构建附加电源即可进行测量。
看来,传感器能拯救世界。智能传感器网络能够使世界效率更高、浪费更少、管理得更好。
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