简易移动式太阳能微型博物馆_论文发表__集群智

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　简易移动式太阳能微型博物馆
　　熊涛
　　华中科技大学建筑与城市规划学院
　　摘要以改装的太阳能电动四轮车为移动式太阳能微型博物馆的载体，首次将阳光用作自适应性车载节能液晶显示屏的背光光源，作为博物馆的视频展示平台，可以在任何光照情况下获得清晰的视频图像，播放各种多媒体宣传片和视频资料片，车身由动态节能减排宣传图片构成。以绿色能源和贴近人们生活的节能设计作品来展示和宣传国家节能减排的重大举措，具有很大的社会效益和教育意义。
　　关键字太阳能移动微型博物馆太阳光背光液晶屏公共服务社会效益
　　1.概况
　　本作品由太阳能电池组件、充电器、四轮电动车、车载蓄电池、自适应车载液晶显示器和其他车内设备组成。在晴天太阳能电池板对车载蓄电池持续不断的充电，蓄电池稳定地为车载液晶显示器、车载宣传画轴电机和车灯等节能作品供电，阴雨天可以利用太阳天已储存在蓄电池中的能量或通过市电对蓄电池充电来为移动式太阳能微型博物馆供能。博物馆通过多媒体展示最新“节能减排，绿色能源”的科学技术。
　　2创新点：（1）将小型太阳能电动车设计成移动式太阳能博物馆的载体，科学有效地利用了太阳能电动车的特点。使人们能更好的了解太阳能技术和相关应用。至今没有查到移动式太阳能博物馆的相关报道。（2）液晶屏使用自然光做背光光源，解决其在强光直射下看不清楚的问题，使其具有自适应性。该设计未见到相关报道，具有原创性。（3）博物馆在本身节能减排的基础上宣传“绿色能源、节能减排”以此增强全民节能减排的意识，促进全社会节能，将产生巨大的社会效益和市场潜力！
　　3.设计方案
　　3．1系统组成
　　系统分为动力模块、液晶屏模块（实际上属于博物馆展示模块，单独列出只是方便叙述）、博物馆展示模块，由太阳能电池组件、充电器、四轮电动车、车载蓄电池、自适应车载液晶显示器与其他车内设备构成。
　　3．2具体模块设计
　　总体设计：
　　太阳能电池板给蓄电池充电。蓄电池再给小车电机、液晶屏、音频输出设备以及其他设备供电，另外电池板也可经过降压直接驱动电机（配合蓄电池工作）。
　　关于太阳能电池板驱动电机：
　　电池板开路电压20.16V,最大工作电压也高达18V,而驱动小车的电机的额定电压是6V,与其配对的蓄电池的充电电压也不能超过7V.所以为了达到电压匹配，本模块采用降压的方式。为了尽可能少的损失能量并把将电压稳定降到要求电压（给液晶屏供电需要12V，给蓄电池供电、直接驱动电机需要6－7V。）
　　降压电路的选择：
　　方案一：
　　利用线性电路，让二极管分一部分电压，再结合7806、7809稳压片实现要求电压的稳定输出
　　实验结果表明，该方案有两个很严重的缺点：一是降压电路本身消耗了不少电能；二是当电池板输出电压有较大的波动时，电路没有设计反馈这一部分来实现更好的稳压。
　　 方案二：
　　采用降压芯片，并配合使用反馈电路和滤波电路。由于考虑到芯片需要长时间处于工作状态的发热问题，采用加散热片的方法之外，在输入端再并联了一个同样的降压芯片。
　　实验结果表明，该方案能达到较好的降压效果。
　　最终确定采用方案二，由于方案二主要工作部分是芯片，功耗也很小，另外，改后的电路所输出的电压也是连续可调的有Vout＝1.23（1＋R2/R1）V。这样，就能实现给蓄电池充电，驱动电机等目的。
　　电路图
　　确定方案二后关于降压芯片的选择：
　　• SC4524B：输入电压范围：2V—16V，输出：；
　　• LM2930：固定电压输入5V和8V，输出最大电流150mA；
　　• LM2576：输入电压：3.3V，5.0V，12V，15V以及4-40V可变电压，1.23-37V可变电压输出，输出电流可达3A。
　　结果： 由于电池板输出正常输出