現在HEMS
、BEMS 能源管理係統正在開發當中。這是一種建築物中用來管理使用器械

、設備運轉的係統，其目的是為了減少建築物中的能源消耗。目前
，HEMS/BEMS主zhu要yao致zhi力li於yu將jiang能neng源yuan消xiao耗hao量liang可ke視shi化hua

，今jin後hou將jiang會hui結jie合he傳chuan感gan器qi網wang絡luo

，用yong來lai檢jian測ce室shi內nei人ren體ti活huo動dong，門men窗chuang打da開kai或huo關guan閉bi等deng狀zhuang態tai，在zai必bi要yao的de場chang合he使shi用yong能neng源yuan，而er不bu必bi要yao的de場chang合he能neng自zi動dong節jie約yue能neng源yuan，實shi現xian舒shu適shi和he節jie能neng的de目mu標biao。

在zai傳chuan感gan器qi網wang絡luo的de實shi際ji使shi用yong中zhong




，電dian源yuan是shi挑tiao戰zhan課ke題ti之zhi一yi。通tong過guo用yong來lai減jian少shao能neng耗hao的de傳chuan感gan器qi節jie點dian達da到dao節jie能neng的de效xiao果guo，為wei了le更geng舒shu適shi的de生sheng活huo，我wo們men從cong未wei放fang棄qi對dui節jie點dian自zi由you安an裝zhuang的de研yan究jiu。

村田製作所考慮到環境發電技術不適用於這種傳感器節點的電源中
，利用壓電效應的振動發電
、將溫度差轉換成電能的熱電轉換元件
，還有本章介紹的光發電技術的多種發電設備正在開發當中。

光發電技術

人(ren)類(lei)活(huo)動(dong)的(de)場(chang)所(suo)最(zui)好(hao)是(shi)有(you)光(guang)線(xian)的(de)。收(shou)集(ji)這(zhe)種(zhong)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai)於(yu)人(ren)們(men)生(sheng)活(huo)中(zhong)的(de)環(huan)保(bao)能(neng)源(yuan)並(bing)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)能(neng)，運(yun)用(yong)於(yu)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)就(jiu)是(shi)光(guang)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)。這(zhe)種(zhong)光(guang)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)一(yi)般(ban)使(shi)用(yong)非(fei)晶(jing)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，而(er)使(shi)用(yong)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)的(de)電(dian)源(yuan)即(ji)使(shi)是(shi)室(shi)內(nei)微(wei)弱(ruo)的(de)燈(deng)光(guang)也(ye)可(ke)發(fa)電(dian)，其(qi)入(ru)射(she)光(guang)的(de)角(jiao)度(du)依(yi)賴(lai)性(xing)很(hen)小(xiao)，並(bing)且(qie)以(yi)輕(qing)薄(bo)、不易斷裂的發電設備為宗旨

，這就是村田目前正在開發的以氧化鋅作為原料，色素增感型光發電技術。

色素增感型光發電構造如圖1所(suo)示(shi)。電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)使(shi)用(yong)了(le)樹(shu)脂(zhi)膜(mo)，在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)形(xing)成(cheng)透(tou)明(ming)電(dian)極(ji)，而(er)在(zai)工(gong)作(zuo)電(dian)極(ji)端(duan)的(de)上(shang)方(fang)則(ze)通(tong)過(guo)絲(si)網(wang)印(yin)刷(shua)等(deng)過(guo)程(cheng)形(xing)成(cheng)多(duo)孔(kong)半(ban)導(dao)體(ti)膜(mo)
，這(zhe)種(zhong)膜(mo)吸(xi)附(fu)色(se)素(su)。相(xiang)反(fan)電(dian)極(ji)是(shi)在(zai)透(tou)明(ming)電(dian)極(ji)上(shang)形(xing)成(cheng)Pt等觸媒，這樣就形成了由2層電路板來密封電解質的構造。

色素增感型光發電技術的發電原理即下麵反複的氧化還原反應。

1. 對吸附色素的半導體膜上進行光照
   、色素發射電子。
2. 發射出的電子經由半導體膜
   、透明電極等移動到相反電極。
3. 通過相反電極上電解質中的三碘化物I3- 由催化劑作用還原成碘化物離子3I-。
4. 碘化物離子3I-被色素酸化又變回三碘化物I3-。

                      
                                       
                                             圖1: 色素増感型光發電設備的構造

我們在製作這種設備時，重點是盡可能將多孔半導體膜的表麵積做大。一般來說要用二氧化鈦作為半導體膜，並且需要經過400度(du)以(yi)上(shang)的(de)高(gao)溫(wen)燒(shao)製(zhi)過(guo)程(cheng)
，而(er)作(zuo)為(wei)電(dian)路(lu)板(ban)來(lai)說(shuo)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)膜(mo)的(de)。因(yin)此(ci)，村(cun)田(tian)製(zhi)作(zuo)所(suo)以(yi)山(shan)形(xing)大(da)學(xue)吉(ji)田(tian)司(si)教(jiao)授(shou)的(de)技(ji)術(shu)指(zhi)導(dao)為(wei)基(ji)礎(chu)，利(li)用(yong)了(le)氧(yang)化(hua)鋅(xin)在(zai)低(di)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)可(ke)形(xing)成(cheng)多(duo)孔(kong)半(ban)導(dao)體(ti)膜(mo)的(de)原(yuan)理(li)，開(kai)發(fa)了(le)使(shi)用(yong)樹(shu)脂(zhi)模(mo)，輕(qing)薄(bo)、不易斷裂的色素增感型光發電設備（參照圖2）。

           
                                                  圖2: 色素増感型光發電設備的照片

現在，電解質、色素這類材料的組合

、工藝條件進展的優化

，目標是即使在200lux以下微弱的室內光中
，也能獲得比非晶矽更多的發電量而優化的開發。可是目前在評價用的單元格中
、在200lux白色LED照明下隻能達到7µW/cm2以上的發電量，即與非晶矽同等或以上的發電量。

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使用光發電無線傳感器網絡的應用實例

使用光發電技術收集室內光這種普遍存在於人們生活中的環保能源並轉換成電能
，麵向無線傳感器網絡的應用實例介紹如下。

未來通過HEMS/BEMS來謀求使用最少的能源獲得舒適的生活

，通過人體感應傳感器

、ciganyingchuanganqiyijiwenshiduchuanganqilaijiancerentihuodong
，menchuangbihehuokaiqidezhuangtai，fangjiandewenshidu，jiancedaodeshujutongguowuxianchuanshu，congernenggouzidongkongzhi。zhejiushi「無線感知係統(參照圖3) 」。

這種「無線感知係統」zhongchuanganqijiediandedianyuanshiyongleguangfadianjishu，haishiyonglewuxiantongxinlaichuanshujiancedaodeshuju


，buxuyaowaibudianyuan，keqingsongshezhi。jinhou
，weileshixianmianweihudechuanganqijiedian，zaiguangfadianjishudekaifazhong，jiangtongguotigaotexinglaishixianshebeixiaoxinghuayuchangqigaokekaoxingdejiehe。

     
                                                           圖3: 無線感知係統

村田製作所在橫浜的智能社區智能小區內設置了安裝該光發電技術的無線感知係統實驗儀器（參考圖4）

，在zai接jie近jin實shi際ji環huan境jing的de室shi內nei使shi用yong光guang發fa電dian技ji術shu來lai獲huo得de能neng源yuan，除chu了le評ping估gu能neng否fou穩wen定ding的de傳chuan輸shu和he接jie收shou檢jian測ce到dao的de數shu據ju，從cong而er把ba握wo客ke戶hu需xu求qiu，通tong過guo無wu線xian感gan知zhi係xi統tong調tiao查zha所suo使shi用yong的de電dian子zi元yuan器qi件jian對dui性xing能neng和he可ke靠kao性xing的de需xu求qiu。此ci外wai，將jiang來lai還hai會hui對dui能neng量liang收shou集ji市shi場chang的de技ji術shu開kai發fa以yi及ji新xin產chan品pin的de研yan發fa展zhan開kai研yan究jiu。
            
                                                                  傳感器網絡應用實例


                        
                                      圖4:橫浜智能社區 智能小區內設置的「無線感知係統」

※1 HEMS (Home Energy Management System) 、BEMS (Building Energy Management System) 指使用於家庭、建築物內，用來將能量可視化
，從而達到最優控製消耗的係統。
※2 村田製作所正在研發的色素增感太陽能電池是指專門針對室內光收集的特別開發，稱之為“光發電設備”而並非“太陽能電池”。
※3 橫浜智能社區指橫浜市、企業

、大學等成員，以與環境友好的節能生活為目標的團體。
※4 智能小區研究和實證以橫浜智能社區為中心
，參加的企業、團體不給自然環境帶來負擔，追求以節能、循環型社會體係為目標的社區模式的場所。