太陽能車棚設(shè)計(jì)

摘 要：電動(dòng)自行車以其經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、輕便的特點(diǎn)日益受到人們的青睞。然而電動(dòng)車的“拋錨”問題一直困擾著人們。太陽能車棚不僅具備普通車棚應(yīng)具有的功能，還能在車棚上安裝太陽能電池板，通過合理的布局和設(shè)計(jì)達(dá)到充電和停放的目的。

關(guān)鍵詞：太陽能；電池板；車棚

0 引言

太陽能作為清潔能源在社會上的用途逐漸增加。太陽能車棚是未來的發(fā)展方向，有良好的發(fā)展前景。在全國各地推廣太陽能停車棚，可以減少電動(dòng)自行車對公共電網(wǎng)的依賴，有利于在國民中普及綠色能源的觀念。

晶體硅p/n型太陽電池的工作原理：當(dāng)p型半導(dǎo)體與n型半導(dǎo)體緊密結(jié)合連成一塊時(shí)，在兩者的交界面處就形成p-n結(jié)。當(dāng)光電池被太陽光照射時(shí)，在p-n結(jié)兩側(cè)形成了正、負(fù)電荷的積累，產(chǎn)生了光生電壓，形成了內(nèi)建電場，這就是“光生伏打效應(yīng)”。

光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器等設(shè)備組成。

1 各器件功能

蓄電池組：其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。太陽能電池發(fā)電對所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長；c.深放電能力強(qiáng)；d.充電效率高；e.少維護(hù)或免維護(hù)；f.工作溫度范圍寬；g.價(jià)格低廉。目前我國與太陽能發(fā)電系統(tǒng)配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。

充放電控制器：是能自動(dòng)防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備。由于蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設(shè)備。

逆變器：是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負(fù)載是交流負(fù)載時(shí)，逆變器是必不可少的。逆變器按運(yùn)行方式，可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器。

2 太陽能車棚設(shè)計(jì)

支架：為有機(jī)結(jié)合太陽能車棚的光伏發(fā)電和充電功能，體現(xiàn)光伏建筑一體化及美觀和實(shí)用性，設(shè)計(jì)車棚結(jié)構(gòu)之架為“7”字型，兩個(gè)相鄰的“7”字型構(gòu)成支架結(jié)構(gòu)。獨(dú)特的“7”字型結(jié)構(gòu)具有美觀，受光面積大，發(fā)電量大，抗風(fēng)力的作用。根據(jù)太陽能電池板安裝傾斜角度的有關(guān)規(guī)定，可使“7”字型鋼構(gòu)架向南面傾斜15°。

充電柜機(jī)：為了最大限度的提高充電的效率，考慮到車棚里停放的電動(dòng)車眾多，使用空間自由度較大。可采用三面直充，底部接電源的壁掛式充電柜機(jī)。其造型為三面設(shè)計(jì)，三個(gè)方向同時(shí)使用，避免單一方向充電較擁擠，充電效率低的弊端。可提供足夠多的充電插頭，供人們使用。

頂棚材料：頂棚材料使用PC陽光板，PC陽光板是國際上普遍采用的塑料建筑材料，有其他建筑裝飾材料（如玻璃、有機(jī)玻璃等）無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，有“不碎玻璃”之稱。具有透光性、抗撞擊、防紫外線、防結(jié)霜等方面具有優(yōu)良的性能。

計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的安裝：光伏太陽能車棚前期的投入比普通車棚的投入較大，為了收回前期的投入成本，合理優(yōu)化資源。充電柜機(jī)需要安裝計(jì)量計(jì)費(fèi)裝置。直流充電計(jì)量裝置采用KW.h計(jì)量分辨率應(yīng)小于等于0.01KW.h，精度應(yīng)小于等于±1%。

電力利用方式：車棚以太陽能發(fā)電為主，市電作為旁路補(bǔ)充形式。白天天晴時(shí)，太陽能發(fā)的電優(yōu)先給電動(dòng)車充電，當(dāng)天陰或陰雨天，切換到市電給電瓶車充電，太陽能發(fā)出的電逆變后直接使用。另外，太陽能發(fā)的電剩余時(shí)，可在設(shè)置車棚附近的建筑物內(nèi)使用，或出售給電力公司，因此能夠毫不浪費(fèi)地使用太陽光能源。

3 太陽能車棚設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

裝置地址的氣候條件：逐月太陽能總輻射量，直接輻射量（或日照百分比），年均勻氣溫，最長接連陰雨天數(shù)，最大風(fēng)速及冰雹、降雪等特別氣候狀況。

現(xiàn)場的地理位置：地址、緯度、經(jīng)度、海拔等。

負(fù)載用電特性：因?yàn)樘柲茈姵仃嚵休敵龅碾娏魇侵绷鳎羰秦?fù)載是溝通的話，需求通過逆變器的變換，才干正常作業(yè)，這樣太陽能結(jié)尾供應(yīng)負(fù)載的能量損耗就增大，然后所需太陽能電池就會增大，致使太陽能供電體系造價(jià)增大。

最大負(fù)載量：負(fù)載每天作業(yè)時(shí)刻及均勻耗電量，接連陰雨天需作業(yè)的時(shí)刻。

運(yùn)用約束：因?yàn)橛行﹪液偷貐^(qū)，對蓄電池有特定的環(huán)保需求，特別是鎳鎘電池在歐美國家遭到嚴(yán)厲約束，還有鉛酸電池在運(yùn)送方面也會遭到約束，這些要素都將致使太陽能發(fā)電商品的造價(jià)增大。

溝通負(fù)載對電源的需求：溝通負(fù)載除了需求更大的太陽能電池板外，對逆變器的需求也會因負(fù)載的不一樣而不一樣。通常來講純電阻性質(zhì)的負(fù)載例如電熱絲，對逆變器需求不高，可用一般的批改波逆變器。而電視、電動(dòng)機(jī)對電源需求相對要高，需求的逆變器功率及輸出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆變器，才干確保負(fù)載能正常作業(yè)，不受攪擾。負(fù)載需求不一樣，造價(jià)也不一樣。

4 太陽能車棚的布局

合理布置車棚，可以充分利用空間，可以把車棚空間劃分為自行車停放區(qū)，不充電的電動(dòng)自行車停放區(qū)和充電電動(dòng)自行車停放區(qū)。車棚由一個(gè)人管理，負(fù)責(zé)車輛的擺放與安全。車棚外可以安裝一個(gè)攝像頭，防止車輛的丟失。

5 太陽能車棚的經(jīng)濟(jì)效益

光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是，安裝成本高，運(yùn)營成本低，即一次消費(fèi)，長久享受。

6 結(jié)語

隨著各類用電需求量的日趨攀升，以及人們環(huán)保意識的日益增強(qiáng)，特別是霧霾天氣對生活產(chǎn)生的深刻影響，光伏發(fā)電愈來愈受到重視，光伏車棚充分利用來自太陽的能量形成電力供應(yīng)，為電動(dòng)交通工具提供能量支持，備受市場關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1]江璐.太陽能電動(dòng)汽車充電站設(shè)計(jì)研究[D].湖北工業(yè)大學(xué)，2012.

[2]鄭志恒.電動(dòng)車充電系統(tǒng)建設(shè)的探索[M].產(chǎn)業(yè)科技論壇，2011.