区级大学生创新项结题报告

1、电动自行车太阳能充电装置的研制指导老师：马娟团队成员：程宝强 徐豪 李志磊 程琪 程宝强： 电力系统自动化1202班 徐 豪： 能源与动力工程1301班 程 琪： 能源与动力工程1301班 李志磊 ： 能源与动力工程1301班 随着时代的前进，人类社会和经济的发展速度日益增加，但是与此同时人类社会的负担和责任也随之增加。能源是国民经济和社会发展的基础，社会经济发展的越快，人类对能源的需求就越大，利用能源时可能对环境造成较大程度的破坏。目前世界的主要能源是由吸收太阳能的植物经亿万年演化积累而形成的化石能源，如煤炭、石油、天然气等。化石能源燃烧产生大量的温室气体，造成环境污染。正是由于上述原因，能

2、源短缺、环境污染、温室效应问题日益显著。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也是清洁能源，是清洁能源，它与常规能源相比有三大特点：它与常规能源相比有三大特点：第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量亿年中，太阳消耗了它本身能量的的2%。今后足以供给地球人类，使用几十亿年，真是。今后足以供给地球人类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。取之不尽，用之不竭。第二：地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开第二：地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开

3、发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三：太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时，第三：太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。 使用太阳能电池板，将光能较快速的转化成电能储使用太阳能电池板，将光能较快速的转化成电能储存在电动自行车电池里，作为辅助的电力来源供电动存在电动自行车电池里，作为辅助的电力来源供电动车使用

4、，克服了普通电动自行车充电难的不足，实现车使用，克服了普通电动自行车充电难的不足，实现了环保，节能，是未来新能源发展的方向。了环保，节能，是未来新能源发展的方向。 内容： 电动自行车太阳能充电装置是在原有电动自行车交流充电装置使用的同时，补充另一电路将太阳能转化成电能为蓄电池充电，当正常交流电用完时可切换到电池使用，降低电动自行车的用电成本，而且环保节能。研制电动自行车太阳能充电装置的应用，能实现使用中停放时的实时充电，实现“没电还能跑”。 方法：通过将太阳能电池组固定到电动自行车车身上，并通过太阳能控制器使产生的电能传输到电动自行车的蓄电池中，实现电动自行车的太阳能充电第一阶段：第一阶段：

5、1. 1.初步了解太阳能电池的特性，工作原理，以及太阳能电池的发初步了解太阳能电池的特性，工作原理，以及太阳能电池的发展前景。曾去宁夏银星能源股份有限公司实地调研，使我们进一步了展前景。曾去宁夏银星能源股份有限公司实地调研，使我们进一步了解太阳能电池有关的知识解太阳能电池有关的知识。 2.通过调研和查找有关资料对各种类型的太阳能电池板进行对比最终我通过调研和查找有关资料对各种类型的太阳能电池板进行对比最终我们选择单晶硅太阳能电池板们选择单晶硅太阳能电池板 3.学习了解了太阳能充放电控制装置有关的知识，设计出了装学习了解了太阳能充放电控制装置有关的知识，设计出了装置原理置原理图图。第二阶段：第二

6、阶段： 1.学习了稳压器，滤波器，二极管等电子元件的有关性质，设计出了控学习了稳压器，滤波器，二极管等电子元件的有关性质，设计出了控制器的核心电路图；制器的核心电路图； 2.购买了两块太阳能电池板，将两块购买了两块太阳能电池板，将两块并并联起来通过几次实验测量了它的联起来通过几次实验测量了它的开路电压，短路电流；开路电压，短路电流； 3.购买了一辆购买了一辆24V电动车，对它的工作电压，电流进行了一系列的测电动车，对它的工作电压，电流进行了一系列的测量；量； 4.根据电路图制作了一个小型的简易控制器，将它与太阳能电池板根据电路图制作了一个小型的简易控制器，将它与太阳能电池板、电动车电动车接在一

7、起，通过实验调试找出了一些问题。接在一起，通过实验调试找出了一些问题。第三阶段：第三阶段：1. 1.调试完善所设计的电路，实现太阳能电池板对蓄电池的正常充调试完善所设计的电路，实现太阳能电池板对蓄电池的正常充电功能；电功能；2. 2.设计太阳能电池板在电动车上的安装方案，并进行加工；设计太阳能电池板在电动车上的安装方案，并进行加工； 第四阶段：第四阶段： 实体组装，对整个系统进行联调，发现控制器电路中存在的不足，加以调实体组装，对整个系统进行联调，发现控制器电路中存在的不足，加以调整。整。第五阶段：第五阶段： 系统功能完善与外观美化，实现电动车边走边充电的功能系统功能完善与外观美化，实现电动车

8、边走边充电的功能 本作品既能解决大多数电动车充电困难的问题，同时利用了太本作品既能解决大多数电动车充电困难的问题，同时利用了太阳能这一新型清洁能源，低碳环保无污染。通过光伏发电原理、阳能这一新型清洁能源，低碳环保无污染。通过光伏发电原理、电源系统控制、电子电路等技术使得本次设计作品得以付诸于实电源系统控制、电子电路等技术使得本次设计作品得以付诸于实践，以客观的充电效率和实际的性能表现出来。践，以客观的充电效率和实际的性能表现出来。 通过本课题的研究，将实现电动自行车的太通过本课题的研究，将实现电动自行车的太阳能充电，弥补普通电动自行车的不足将太阳阳能充电，弥补普通电动自行车的不足将太阳能板安装

9、在电动车后座能板安装在电动车后座上上，既克服了传统顶棚，既克服了传统顶棚式的笨重、车子不稳定、成本高等缺点，而且式的笨重、车子不稳定、成本高等缺点，而且也使得光照面积大大提高，也使得光照面积大大提高，折叠式折叠式的设计使得的设计使得其占用空间大大减小；将太阳能电池并联使得其占用空间大大减小；将太阳能电池并联使得电流增大，用电流增大，用DC/DCDC/DC升压电路将电压升高，使升压电路将电压升高，使得充电效率提高同时也减小了太阳能板的面得充电效率提高同时也减小了太阳能板的面积。很适合现在上班族使用积。很适合现在上班族使用。 本作品使用方便，只需在有光照的条件下打开太阳能充电开关，即可将太阳能转换

10、为电能储存到电动自行车蓄电池中，省去了提着笨重的电池充电的环节。随着光伏发电技术的突飞猛进，太阳能组件成本的降低，以及低碳环保的必要性日趋凸显，本作品将会有巨大的市场，一旦太阳能电动自行车得以普及，本作品实现批量生产，产生的经济效益亦是十分显著的。 问题：由于目前太阳能电池的光电转化效率还是太低，只有18%左右，要想提高充电效率就必须增大板子面积，这显然是不实际的，板子面积太大又使得电动车笨重不协调，所以目前太阳能只能做到为电动车辅助充电的效果。 设想：1.将电动车的车轮辐条用太阳能电池板代替，从而加大太阳能电池板的光照面积，提高充电效率； 2.在电动车车身上贴上薄膜太阳能电池，与太阳能电池板

11、串联，进一步起到了电能的补充作用： 3.进一步改善控制器的功能，运用单片机技术，使控制器功能更加全面，控制效果更好经过本课题的研究，从真正意义上实现了边走边充电的设想。经过本课题的研究，从真正意义上实现了边走边充电的设想。 一方面不仅克服了化石燃料所面对的能源枯竭以及能源燃烧一方面不仅克服了化石燃料所面对的能源枯竭以及能源燃烧所带来的大气污染问题和温室效应，而且还解决了旧式太阳能的所带来的大气污染问题和温室效应，而且还解决了旧式太阳能的种种缺陷；种种缺陷； 另一方面从整个生产系统成本看，虽然多晶硅本身价格较另一方面从整个生产系统成本看，虽然多晶硅本身价格较贵，但其生产设备、运输通道、销售网络经过较长时间的发展已贵，但