Project 08 — Off-Grid Networking

Solar Mesh

UniFi Solar Point · Ubiquiti
場域
美國西部牧場
關鍵挑戰
單人可安裝、離網續航
網路技術
LoRa + WiFi 2.4GHz
目標客群
精準畜牧管理
UniFi Solar Point 產品外觀與完整規格總覽
Solar Mesh 產品外觀 — 太陽能板與頂棚結構
00

Product Overview

Solar Mesh 為 UniFi Solar Point 系列的離網無線節點,專為美國西部廣闊、偏遠、無電網覆蓋的地形量身打造。整體造型以「單人可完成安裝」為核心設計語言,搭配太陽能自動追蹤機構與 9 小時續航力,實現真正離網環境下的最佳化能量收集。

  • 使用者體驗與使用情境布局: 系統整合太陽能自動追蹤機構,並配備 9 小時的續航力,以實現離網環境下的最佳化能量收集。
  • 造形與環境語意學: 純淨的幾何體量採用四面斜坡狀的頂棚輪廓 —— 不僅是展現產品的功能性隱喻,更在策略上透過幾何設計防止鳥類停歇,並減緩惡劣戶外環境中嚴重的積冰與積雪問題。
Solar Mesh 應用情境 — 美國西部牧場與電池續航概念圖
使用情境比較 — WiFi 2.4GHz vs LoRa Gateway
01

Use Case Study

設計出發點:探討「精準畜牧」場景下,WiFi 與 LoRa 兩種無線技術的實際可行性。透過情境模擬釐清目標客群真正的痛點在哪裡。

  • WiFi 2.4GHz 方案: 訊號範圍僅約 250m,牛隻標籤電池不到 1 天就耗盡 —— UX 失敗。
  • LoRa Gateway 方案: 訊號範圍達 20km,標籤電池壽命約 1 年,適合廣闊牧場實際運作。
結論:單一 Solar Point 若採用 LoRa,即可涵蓋一整座中型牧場,大幅簡化部署複雜度。
美國西部牧場面積與 Solar Point 數量計算
02

Market Sizing

以美國西部畜牧產業為主要對標市場,透過數據推算單一牧場實際需要的裝置數量,驗證產品定位的合理性。

  • 牧場面積參考: 依據 USDA 資料,美國小型家庭牧場平均 231 英畝,一般規則為每頭牛至少 1 英畝草地。
  • 覆蓋能力計算: 一支 Solar Point 的 LoRa 天線有效面積達 314,000,000 mm²(半徑 10km 的圓),遠超過小型牧場所需的 934,822 mm²。
  • 結論: 平均每座小型牧場僅需 1 支 Solar Point 即可完整覆蓋。
Solar Point 電池續航時間計算
03

Battery Life Calculation

離網系統的核心是能源自主。針對美國西部年均日照條件,計算太陽能充電與系統耗電之間的平衡,推導出理論續航時間。

  • 日照假設: Day 1 白天 9 小時工作+充電 → 夜晚 15 小時純工作 → Day 2 補充 9 小時充電。
  • 續航公式: (太陽能輸入功率 − 系統功率) × 充電時間 ÷ 系統功率 = 電池續航時間。
  • 計算結果: (10W − 2.17W) × 9 hrs ÷ 2.17W ≥ 30 hrs,理論上可撐過連續無日照 30 小時,約完整續航 1 天以上。
註:此為理論值,實際會受太陽入射角度影響,需以現地測試為準。
Solar Point 尺寸與電池選型
04

Form & Battery

從結構設計到電池選型,每個決定都圍繞「單人可安裝」的核心需求展開。

  • 面板尺寸: 625 × 625mm 光電板,厚度僅 25mm,主體高度 65mm,兼顧收集效率與運輸體積。
  • 電池選型: 18650 鋰電池組(1.5kg)vs 鉛酸電池(8.6Kg)。最終選擇 18650,重量減輕近 6 倍,單人扛運至偏遠地區成為可能。
Solar Point 三步驟單人安裝流程
05

Installation Flow

將「單人可完成安裝」的承諾具體拆解為三個步驟,搭配快乾水泥,整個部署可在戶外現場一次完成。

  • Step 01. 挖掘地面孔位並注入快乾水泥,約 20-40 分鐘內即可硬化。
  • Step 02. 將電池模組與立柱結合,鎖固至底座。
  • Step 03. 旋轉安裝光電板於電池模組上方 —— 全程無需工具、無需輔助人手。