試析自帶太陽能傘的多功能背包設計制作

武怡伶

摘 要：在人們的生活中，太陽能的作用逐漸凸顯出來，多個方面都在充分利用太陽能，實現綠色環保。利用物理學能量轉換原理，在遮陽傘上裝上太陽能電池，并將傘插入背包，實現太陽能轉化為電能，可隨時給手機或電池充電，有效解決戶外出行時手機電量不足的困擾。本文主要通過分析自帶太陽能傘的多功能背包設計構想和制作過程，詳細分析其設計的幾個關鍵環節，為改善人們出行提供更多便捷功能。

關鍵詞：自帶太陽能傘；多功能背包；設計制作

中圖分類號：TM914 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0046-02

基于人們對綠色能源的開發和利用，可將太陽能傘應用在背包中，豐富背包的功能，方便人們的出行。同時，利用自帶太陽能傘多功能背包減少環境污染。自帶太陽能傘多功能背包是一種新型的理念，從多個角度改變著人們的生活，太陽能、太陽能電池板等多種技術結合在背包上，進行綜合使用，將太陽能和背包的使用帶入全新的理念中。

1 太陽能概述

所謂太陽能，通常是指太陽輻射產生的能量，而人們主要利用太陽的輻射能量來發電。人們生存需要的光和熱量主要源自太陽，隨著科技的進步和煤礦等資源的減少，人們便開始開發和利用太陽輻射產生的能量。太陽能作為可再生且無污染的資源，得到人們的重視，逐漸利用太陽能的優勢，在各個領域中積極使用太陽能作為新型能源，以此推動對環境的保護。太陽能的開發和使用在多個方面改變著人們的生活，并且在未來的生活中，太陽能將會發揮出更大的作用[1]。此外，風能、水能也是由太陽能轉化而來，因此，從宏觀的角度而言，風能、水能等無污染能源也屬于太陽能。

2 試析自帶太陽能傘的多功能背包設計制作

2.1 自帶太陽能傘的多功能背包設計構想

設計自帶太陽能傘的多功能背包，是利用太陽能、減少污染且方便人們出行、豐富背包功能的重要舉措。設計自帶太陽能傘的多功能背包需要準備的材料有：太陽能電池板、鋰電池、雨傘、背包等相關材料[2]。雨傘的表面需要安裝太陽能電池板，用于收集太陽能，并通過相關的控制器或是轉換器等將太陽能電池板收集的太陽能存儲在鋰電池中，使其轉化為電能以供使用。而雨傘固定在背包上，用戶在出行的過程中既準備雨傘等生活用品，同時又不需要擔心手機或是其他用電設備斷電，影響出行計劃或是工作。此外，自帶太陽能傘的多功能背包不需要用戶攜帶過多的物品，可以直接通過與背包的固定背在身上，避免用戶需要用雙手提拉較重的物品，減輕用戶的出行重量。自帶太陽能傘的多功能背包設計構想，源自于現代化的出行中，人們需要攜帶較多的物品，尤其是電源設備等。而在許多地方用電不方便，影響人們的工作、生活和旅游時的心情，而自帶太陽能傘的多功能背包可有效解決人們的出行煩惱，增加人們在旅途中愉快的體驗。

2.2 自帶太陽能傘的多功能背包設計制作過程

自帶太陽能傘的多功能背包的制作主要有以下幾個方面的主要過程：合理選擇太陽能電池板、固定太陽能電池板的方法、固定太陽能傘與背包、連接鋰電池與太陽能電池板等，下面進行詳細的介紹。

2.2.1 合理選擇太陽能電池板

每塊太陽能電池板需要與選擇的鋰電池相適應，并且參考需要收集和存儲的太陽能合理的選擇。通常情況下只需要滿足用電的基本需求，選擇電流為250毫安，電壓在1.5伏至兩伏的電池板，考慮到太陽能電池板的主要作用是為鋰電池充電，直流充電電壓通常為5伏。在正式制作之前，需要對太陽能電池板進行檢驗，首先，需要在光線較弱的環境下進行檢測。若是電池板的額定電壓較低，則需要選擇電池板串聯的方式，提高電壓，并檢測串聯后的電池板，保證其電壓符合制作需求[3]。其次，對串聯的電池板組合在光線加強的環境下檢測。若是此時電池板組合的電壓遠遠高于制作需要的電壓，出于使用安全的角度考慮，則可以選擇串聯與并聯相結合的形式，或是減少串聯的電池板，以此降低強光下電池板的電壓。對更改連接方式的太陽能電池板需要重新進行檢測，保證在不同的光線環境下均可滿足制作自帶太陽能傘的多功能背包的需求，且可以保證使用安全。

2.2.2 固定太陽能電池板的方法

制作自帶太陽能傘的多功能背包的過程中，需要采用不同的方式固定太陽能電池板，從中選出最合適的固定方法。通常測試的固定方法有裝訂、縫合或是使用膠體粘貼等。從太陽能電池板的安裝位置考慮，雨傘在存放的過程中需要采用折疊的方式。若是使用膠體粘貼的方法容易導致電池板安裝不牢固，使用中容易掉落，同時在折疊的過程中也會影響連接線路的使用，致使線路斷裂或是損壞，從而導致自帶太陽能傘多功能背包的充電性能不能使用，產品失效。若是使用裝訂或是縫合的方法，需要考慮太陽能電池板的組成成分，避免破壞電池板，綜合多方因素，最終選擇縫合的方法固定電池板。使用縫合的方法固定太陽能電池板仍舊存在不足，主要表現在外觀的美觀度和電池板的穩定兩個方面，需要結合太陽能電池板相關技術的發展，改進電池板的固定方法。

2.2.3 固定太陽能傘與背包

固定太陽能傘與背包的過程中，需要將雨傘的手柄部分拆除，將雨傘的鐵桿部分保留下來，以便在后期的安裝中使用。測量雨傘鐵桿的直徑尺寸，根據該尺寸在需要安裝的背包位置上打開一個大小符合的孔，直接將鐵桿安裝在背包上。同時，在背包的內部縫合與鐵桿深入尺寸相適應的長條形袋子，用于放置雨傘的鐵桿，并避免鐵桿破壞背包及包內物品。太陽能傘與背包的固定方法是制作自帶太陽能傘的多功能背包過程中最簡單的環節，但固定過程中需要重點注意雨傘鐵桿的位置和保護措施，進而提高自帶太陽能傘多功能背包的制作質量。

2.2.4 連接鋰電池與太陽能電池板

考慮到太陽能電池板的連接方法和其在不同光線環境下的電壓，要想安全使用自帶太陽能傘的多功能背包，則需要在電池板與鋰電池之間安裝太陽能控制器或是轉換器，避免電壓不穩定對鋰電池造成影響，從而影響自帶太陽能傘多功能背包的使用。由于太陽能電池板安裝在雨傘表面，而太陽能控制器或是轉換器需要安裝在背包內部，二者之間需要使用導線連接，受到雨傘鐵桿尺寸的限制，選擇的連接導線只能是細導線，對于細導線穿過的位置需要合理設計，避免雨傘在折疊過程中影響導線的性能。太陽能控制器或是轉換器與鋰電池的連接則比較簡單，使用比較普遍的USB材料便可以滿足需求。連接好鋰電池與太陽能電池板之后，需要對制作自帶太陽能傘的多功能背包進行檢測，若是在使用中存在安全隱患，則需要及時解決，保證制作自帶太陽能傘的多功能背包的制造質量，避免產生不必要的危險。

3 設計中出現的不足及優化設計的方向

自帶太陽能傘的多功能背包中的太陽能傘可以作為遮陽傘使用，但是不能作為雨傘使用，雨水對電路的危害還沒有較好的解決措施。可以針對電路保護方面，加強保護功能，避免雨水對電路造成破壞；受太陽能電池板性能的影響，其充電時間受到限制，需要在增加充電電流方面有所突破，提高自帶太陽能傘的多功能背包的實用性能；太陽能電池板收集太陽能需要人為調整，為方便使用，需要考慮使用自動設備旋轉電池板，使其隨時根據太陽的位置改變方位；自帶太陽能傘多功能背包的收傘和使用太陽能傘都需要人為控制，需要創新技術，安裝控制按鈕和設備，使太陽能傘可以收放自如[4]。自帶太陽能傘的多功能背包雖然存在不足，但也帶領人們進入日用品使用的新境界，隨著科學技術的發展，自帶太陽能傘多功能背包的性能會逐漸完善。

4 結語

近年來，人們更加熱衷于使用新型且環保的能源，并將其應用在不同的領域中，用來替代傳統的、不可再生資源，盡量保護人們的生存環境，緩解或消除使用傳統能源時對環境造成的影響。太陽能和背包的組合，帶給人們不同的生活體驗，基于這種體驗，人們應積極參與新能源的開發和使用中。

參考文獻

[1]羅金玲.太陽能電池板自動追日系統[J].電腦編程技巧與維護，2015，（22）：31-32.

[2]鄭舒雅.一種簡易增加太陽能發電功率的方法[J].科技創新與應用，2015，（14）：67.

[3]回雙雙，吳亞敏，王曉，朱潔，陳雪妮，袁封平.太陽能電池板的優化安裝[J].實驗室研究與探索，2012，（05）：28-30.

[4]張天擇，龔宗晟.自帶太陽能傘的多功能背包設計制作[J].中學生數理化（學習研究），2017，（02）：71-72.