人性化太陽能公共自行車驛站

摘 要：為了應對目前能源緊缺，碳排放過度，自行車折舊速率過快等問題，文章創造性的提出了人性化太陽能公共自行車驛站的解決方案。普通的自行車已經不能滿足人們的需求，公用電動自行車將逐漸成為人們的代步方式。人性化太陽能公共自行車驛站主要利用太陽能板搭建自行車頂棚，利用蓄電池儲能供給自行車充電及驛站廣告牌用電和驛站照明用電。驛站一物多用，既滿足了電動車充電和停放要求，又避免了雨天坐墊潮濕、夏天烈日下坐墊過熱的問題，降低了公共自行車的折舊速率，同時免費無線上網服務和廣告宣傳片放映是用戶充電等待時的絕佳體驗，大力體現了以人為本和節能減排的思想。

關鍵詞：人性化太陽能公共自行車驛站；以人為本；節能減排

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.069

1 引言

公共自行車，是“公共自行車出行系統”的簡稱。該系統通常以城市為單位進行部署、建設，由數據中心、駐車站點、駐車電子防盜鎖、自行車（含隨車鎖具、車輛電子標簽）及相應的通訊、監控設備組成。站點主要布局在居民生活工作集聚區出入口、公交車站附近，重點解決“公交最后1公里”的問題。是城市公共交通的組成部分。公共自行車管理單位向居民發放借車卡，用戶在站點刷卡借車，到達目的地后，將車歸還到就近的站點。可根據使用時長和一定的計費標準收取一定的使用費。

目前，有很多城市或地區城市公共自行車已經完成了相關設施的建設并投入運行，為城市居民生活增添了便利。

然而，這項興起中便民工程仍有許多缺陷，自行車存放站點多為露天式，駐車樁及自行車長期暴露在雨水與烈日下，設施損壞及折舊率較高，導致運營成本較高，使該項目不能持續盈利，造成在部分地區以設備長期停用，浪費資源。另外，自行車的行駛范圍受人力限制，速度也常常達不到使用者的需求，隨著電動自行車的成本不斷降低，新加入電動自行車的構想可能為更多人提供便利。

利用搭建的公共自行車驛站，實現了對公共資源的有效保護，減緩了公共自行車及相關設備的折舊速度，并避免了雨天坐墊潮濕、夏天烈日下坐墊過熱的問題，體現了以人為本的思想。隨之帶有的太陽能收集儲存設備，充分利用清潔能源，在盡量少的增加新的用電負荷的同時，完成了為新提供的電動自行車供能的需求，可以為使用者提供更多選擇；驛站提供的電動車充電接口和手機充電接口可以解決急需用電的燃眉之急，實現便民工程的基本思想；所收集的太陽能亦可滿足驛站所提供的wifi服務，廣告燈箱服務所需用電，完成自身功能的多樣化升級，得到更多廣告商支持意味著盈利模式的優化，使市民能夠享受長期穩定的社會服務；太陽能儲蓄設備亦可滿足驛站夜晚的照明設施用電，充分利用資源，達到節能環保的目的。

2 設計方案

2.1 驛站頂棚

根據資料顯示，在太陽能光伏發電的地面應用中，通常將太陽能板朝向赤道固定放置，并且與水平面形成一定的傾斜角β，如圖 1 所示，因此在太陽能工程設計中，不同地區最佳傾角的選擇是一個重要的技術問題。北京地區太陽能板年發電量約在 傾斜角β = 37°達到最大值，與當地緯度相差 3°，此時年發電量為 191. 7 kWh /m2，年平均發電效率為 11. 77% 。

因此，以北京地區為例，我們以太陽能板與地面夾角β=37°搭建公共自行車頂棚，保證全年發電量達到最大，使太陽能得到最大程度地利用。

2.2 蓄電池儲能

蓄電池作為分布式發電中的儲能設備，主要有以下3個方面的作用：

（1）能夠使得分布式發電機（DG，Distributed Generations）能夠運行在一個比較穩定的輸出水平，對系統起著穩定的作用。

（2）在利用太陽能發電的夜間或風力發電在無風的情況下DG單元不能正常運行時，起到過渡的作用。

（3）使得不可調度的DG發電單元能夠作為可調度機組單元運行，實現與大電網的并行運行。并且其成本低廉，原材料豐富，制造技術成熟，能夠實現大規模生產，且銷售渠道廣，不僅可以短時間提供較大的沖擊電流，而且便于電能的長期存儲。

整個系統的最原始能量來源于太陽能電池，負載是能量的最終歸屬，而蓄電池作為儲能裝置只是暫存能量。若配置的蓄電池容量過大，就會導致蓄電池長期充不滿電，直接影響到其使用壽命；若蓄電池容量過小，不能在光照較強的時候儲存足夠的能量，會導致無光照或光照較弱的時候系統供電不足。根據北京各地區的調研結果，合理選擇蓄電池的容量，實現對太陽能的有效儲存和利用。

2.3 充電設施

電動自行車有自帶充電器，可直接利用蓄電池的電能。在世界石油資源短缺和全球氣候變暖的嚴峻形勢下，建設低碳汽車將成為汽車產業一種新的發展方向。目前全世界對電動汽車的研究已經進入白熱化，人們試圖使其成為 21 世紀汽車的發展主流。后期建立電動汽車驛站時，電動汽車充電設施是電動汽車產業鏈中不可忽視的重要組成部分，在大力發展電動汽車產業的同時還應充分兼顧充電設施的發展。

2.4 廣告宣傳

驛站設置電子廣告屏幕，分別合理分配時間放映當地美食旅游攻略、電影電視宣傳片、品牌宣傳片等。設置宣傳欄，及時更新周圍社區的住房、招聘、活動信息，為周圍用戶提供良好的信息。廣告宣傳所盈利潤可用來維修改善驛站狀況，減少驛站原本投入費用。這一舉措也將有效緩解海量紙質廣告的亂貼亂扔的問題，一定程度上減少了紙張浪費和環境污染。

2.5 免費無線上網服務

驛站設有無線上網區域，為等待充電的用戶提供免費上網服務，所提供的無線是安全又穩定的。用戶連接無線時會看到嵌入廣告，這部分廣告的費用將會由廣告商提供，用來驛站的運營及維護。

3 創新點及特色

（1）太陽能板一物多用，既可以將太陽能轉化成電能，供電給公共及私人電動自行車，解決路途中電動車沒電的燃眉之急，又可形成驛站對公共資源進行有效保護，減緩了公共自行車及相關設備的折舊速度，達到節能環保的雙重目的。

（2）人性化：避免了雨天坐墊潮濕、夏天烈日下坐墊過熱的問題，讓用戶能更加舒服、便利地使用公共電動自行車；充電時，還可享受免費無線上網服務。

（3）設立廣告站，無線廣告彈出，有效緩解海量紙質廣告的亂貼亂扔的問題，一定程度上減少了紙質浪費和環境污染。廣告宣傳片各式各樣，可以宣傳本地的美食、旅游攻略，也可以宣傳電影、電視劇、電子產品。廣告所得收益可供驛站運營維修等方面使用。

4 應用價值

隨著各類用電需求量的日趨攀升，以及人們環保意識的日益增強，特別是霧霆天氣對生活產生的深刻影響，光伏發電愈來愈受到重視，這種人性化太陽能公共自行車驛站將光伏發電發電和車棚相結合，集發電、防風、防雹、防雨、防曬等多種功能于一身，可有效保護車輛不受極端天氣損傷，大大降低了電動自行車的折舊速率，起到了節能減排的作用。驛站保證電動自行車不受風吹雨打、陽光暴曬，減少了車主不必要的擦車麻煩和不舒適的用車體驗，同時免費無線上網服務的出現，都大大體現了“以人為本”的思想。該驛站的光伏發電系統，安裝成本略高，但運營成本極低，可一次消費，長久享受。此人性化太陽能公共自行車驛站將成為城市中一道亮麗的風景線，既能解決人們停放和充電的要求，又能為用戶提供人性化服務，將備受市場關注。

參考文獻：

[1]王偉.太陽能光伏發電停車棚節能減排方案研究——以上海海事大學為例[J].產業經濟，2015（08）.

[2]朱丹丹，燕達.太陽能板最佳傾角研究[J].清華大學建筑學院 Building Science Oct.2012

[3]金曉東，丁明，茆美琴.分布式發電系統中的蓄電池模型[J].合肥工業大學，1671-1041（2008）02-0088-03

[4]李明楊.獨立光伏發電系統的控制策略及其應用研究[D].長沙：中南大學，2010.

[5]辛華.低碳經濟與電動汽車發展：趨勢與對策[J].開放導報，2009（05）：31-35.

[6]歐陽明高.我國節能與新能源汽車發展戰略與對策[J].汽車工程，2006，28（04）：317-321.

[7]江璐.太陽能電動汽車充電站設計研究[D].湖北工業大學，2012.

[8]鄭志恒.電動車充電系統建設的探索[M].產業科技論壇，2011.

作者簡介：李懷翔（1994-），男，寧夏中衛人，本科，研究方向：能源與動力工程。