太阳能物联网传感器如何改善基础设施

物联网(IoT)无疑让终端消费者的生活变得更加轻松。但是，当与其他成熟的技术(如低功耗智能传感器、太阳能和电池技术)结合使用时，它也可以成为帮助土木工程师在灾难性事件发生前检测老化的市政和国家基础设施中的结构问题的重要组成部分。太阳能技术是地球上增长最快的可再生能源，全球发电量每年平均增长40%。随着如此多的物理基础设施被添加到能源网格中，能够快速收集和利用使用物联网技术可以让这变得容易得多来管理大量的电池板和收集的能量。

了解资产管理挑战

太阳能比传统能源有许多优点。首先，来源本身是无穷无尽的，收集和输送太阳能产生的排放非常少(化石燃料行业不能声称这一点)。尽管如此，太阳能确实给那些习惯于管理相对稳定的能源供应的能源公司带来了一些挑战。在资产管理方面，太阳能不是最容易使用的资源，应用物联网技术将需要安装端到端的基础设施，以便从源到目的地收集数据。这包括将每个太阳能电池板连接到公用电网，这是一项巨大的工作，也需要所有相关的蜂窝模块、网关和网络平台都正确集成。所有这些数以百万计的连接必须不包含连接中断，并且需要仔细预测和解决数据安全中的任何漏洞。显而易见，这样一项任务会变得非常复杂。

管理太阳能或任何其他可再生资源(无论是太阳能、风能还是生物质能)的另一个挑战是必须应对能源供应的波动。通常情况下，环境变化会显著改变能源生产。负责管理供应的人员需要能够快速适应这些波动，以确保服务不会中断。太阳能发电厂往往分布广泛，随着安装的太阳能电池板数量持续增长，确保每个太阳能电池板高效运行变得越来越困难，这使得这些因素变得更加复杂。更糟糕的是，安装的面板越多，潜在漏洞的数量将呈指数级增长。为了缓解这些担忧，一体化云边缘物联网解决方案可用于连接所有相关的太阳能资产，并将安全风险降至最低。

简单的集成系统是未来的趋势

现在，我们已经介绍了一些更突出的挑战，让我们更深入地了解如何使用物联网技术解决这些挑战。以这种方式使用物联网的主要优势之一是，它几乎消除了重大的硬件集成和安全问题，同时允许利益相关者无缝访问云中的运营信息，并将其与现有系统集成。

谈到太阳能基础设施，物联网允许用户从中央控制面板监控系统的每个组件。当出现问题或故障时，或者当检测到系统漏洞时，可以派遣技术人员来解决问题，以免影响系统中的其他资产。

即使能源供应随着环境条件的变化而波动，集成了物联网监控的系统也将能够更好地防止断电以及与计划内和计划外停机相关的其他生产力问题。

改善基础设施的实际应用

使用这项技术来改善电网的功能是一回事，但使用物联网、太阳能和低功耗智能传感器来改善更实际的东西则完全是另一回事。与监控电网中各种资产的完整性类似，工程师可以使用这些技术在非典型环境条件下监控桥梁等老化基础设施的物理完整性，并将数据实时传输回中央集线器。自从美国道路和运输建筑商协会报告说全美近9%的桥梁存在结构缺陷以来，桥梁已经成为部署这种监测的焦点。虽然桥梁对于运输货物和服务至关重要，但它们也在自然灾害期间疏散大量公民方面发挥着关键作用，对于任何救援行动都至关重要。在危机时刻有能力评估他们的状况可以在灾难性事件中减少生命损失。通过部署足够多的传感器，土木工程师可以在桥梁的结构完整性超过阈值时得到警告，并制定计划来解决问题。

当然，桥梁只是这项技术的一个应用。看起来，可能性是相当大的。类似的技术部署可以用于监测其他重要资源的结构完整性，如城市供水。像水一样，废水管理也可以通过使用智能网络将基础设施与控制和监控系统连接起来来改善，例如监控和数据采集(supervisory control and data acquisition的缩写)(监控和数据采集)平台。随着地上和地下基础设施遭到破坏，嵌入式传感器可以捕捉数据并将其转发给城市管理人员和技术人员，以便分配足够的资源来进行先发制人的修复。在城市中心，在垂直农场中使用屋顶收割作物的农民需要实时获得重要的农业参数，如蒸散率、土壤湿度饱和度和地下水状况。所有这些应用以及更多应用都依赖于这些类型的物联网传感器和那些工业自动化培训以确保它们有效运行。

低功耗智能传感器、物联网、太阳能和电池技术的发展可以帮助土木工程师在现有市政和国家基础设施的重大问题变得灾难性之前发现它们。随着这项技术变得越来越便宜，越来越容易获得，现实世界的应用数量将继续增长。