新能源工程在戶外產品設計中的應用前景

李維立 劉巖

摘 要：近年來，隨著社會經濟的不斷進步，我們的生活也悄然發生了改變。當今社會我們正面臨著人口、資源、環境等等多方面的考驗。其中自然環境資源嚴重影響著我們的日常生活。越來越多的人開始關注新能源環保能源的開發利用，本文從產品設計師的角度論述了當今社會我們的設計如何聯系新能源技術作出新的創新。結合作者實際設計案例，總結出新能源在于產品設計的新特點。

關鍵詞：便捷;新能源;資源環境;未來

一、新能源將如何改變我們的生活

煤、石油、天然氣等常規能源越來越稀缺，我們已經切身感受到能源危機了。在未來，我們應盡量減少使用不可再生的化石能源而多使用可以再生的太陽能、生物能、風能等綠色能源。近年來，國內外利用綠色能源的新方法越來越多。新能源，將逐漸改變我們的生活。

（一）新能源和日常生活的關系新的時代已經到來，在新能源時代我們怎么樣發現機會，尋找機會，這是重中之重。在能源緊缺的大環境下，作為工業設計師的我們認識到新能源這類可再生性的可持續性的資源。從19世紀丹麥研制成功風力發電機我們逐漸認識到了這種自然界存在的能源，不僅取之不盡而且清潔高效。所以這是我們未來產品設計方案未來發展的一個趨勢。

（二）新能源賦予日常生活的功能和應用

舉個簡單的例子，我們設想一下在遠古時代我們的祖先在野外生存時從懵懂了解自然到熟悉運用一些簡易的工具來提供生活中所需要的能量時候，我們學習到的像是“鉆木取火”等系列知識在那個時代是他們主要獲取能量能源的方式。時間再向前進，人們進入文明時代我們在戶外、野外的時候需要熱能或電能等系列能源我們那個年代攜帶的常常是火柴或者石油等燃料，這些意味著體量大，不方便攜帶。而這些也常常代表著污染和不環保。那么試想一下在當下或者在不久的未來我們只需要通過一些簡單的設備在野外就可以通過大自然中最常見的風、水、陽光獲得你所需要的能量那是一件多么方便且美好的事情。

（三）新能源和新的生活方式的實際案例（結作者設計）

依照上述思考進行了一系列的設計，這一系列的設計我設定的使用場景是在戶外，在我們這個智能化的時代，智能設備已經離不開我們的生活，我們常常外出旅行娛樂，這些智能設備在以前可以為我們提供一些記錄的功能，而科技飛速進步的當下他除了簡單的記錄功能還有更強大的聯系、支付、娛樂等等全方面的夾持，即便我們到了野外對他的依賴也是越來越強烈。所以針對在沒有直接獲得能源的情況下我們如何更方便的獲取能量我進行了思考。設計了這一些列的戶外新能源供電套裝。可以看到這是我兩個方案的初步設想。我分別對當下最方便最容易獲取的新能源進行了調研的到了太陽能、風能、水能等三種能源、從他們出發進行構想提出解決方案。為此我根據我的設計從不同的使用場景出發進行假設構建思維圖。分析人們在戶外的使用心態和功能需求，綜合戶外不同的天氣狀況制定了多種使用方式滿足各種天氣條件下對于電能的集中使用方式。包括在陽光明媚太陽能充足的好天氣，陰天下或者在風力強的場景使用的場景，也有針對河流的水能豐富的環境的方案。都是我在設計之初提出的使用場景分析。

二、《戶外新能源供電套裝系列設計》的設計過程

在這一系列設計中首先考慮的是在基于上述功能需求的條件下，產品的形態是如何表現的。針對不同的人群不同的使用場景提出了相對方便攜帶的兩種使用方案。方案一是基于一個儲存類的“包”的表現形態。為什么用“包”這樣一個表現形態呢？經過調研我分析了外出的人必備的一些物品，我在思考如何讓我的設計更加方便人們的使用而不是徒增物件增加外出行李的重量，而影響使用效果，所以我采用了“包”的形態進行構想。因為包是我們外出必備的一個必要物品，從我的設計上看出他既能滿足我們的儲物功能，背在身上也增加了這個設計的便于攜帶的屬性，這個包上附屬的兩塊太陽能充電板及風能發動裝置是這個套裝的亮點，通過簡單的折疊結構可以實現太陽能充電板的收縮，不僅不影響人們的正常活動而且收光面積大使用效果穩定。另外的風能發部件是通過拆分組合存放在包的內部的，既節省了空間又不影響使用效果。另一個方案上，我整體的表現結構拋開上一個“包”的束縛采用了一個類似圓柱的幾何形態進行延伸，主要目的是考慮到他的便攜性，假如使用者外出旅行需求的是一個其他類型的包或者本身帶的包已經很多了的情況下。我們這個設計是獨立的一個設計，它就可以放在任何你想攜帶的包里。上述兩個設計方案都是考慮到了使用用功能和與人體的接觸的人機關系問題。如何不想影響使用，讓產品更加方便人的使用是我這次設計的重點。

（一）戶外新能源供電套裝使用功能功能

經過簡單的介紹在功能方面我對兩款設計分別采用的不同的充電材料及使用方式。兩個方案中既有聯系又有不同。通過分析對比在不同的兩個設計方案里我分別采用了硬質的折疊打開方式的太陽能充電板和柔性的太陽能充電板。在風能發電模塊方案采用的是兩片風扇組合的方式而另一個方案直接采用了垂直軸風力發電機助力風力發電。風力發電是目前中國最具有大規模產業化前景的可再生能源。我國風力發電十幾年來迅速發展，有較為成熟的技術理論知識和較為高效的使用率。這些是兩款設計中相同又不同的設計表達部分。其中方案二在設計過程中增加了一個微型水輪發電機，可以在水能豐富的河流通過河水的流動提供所需的能量。

（二）設計外觀設計

在兩款設計外型上的思考中，我分別采用了深灰色為主的基調進行設計。在小細節方面進行很多的思考。方案一的表現中除了主題包的外形設計我也考慮到使用群體的不同而設計了很多的配套應用的包帶，其實戶外產品設計的過程中我們不得考慮的還一個時尚的問題，在產品的設計過程必然也是受當下時尚流行趨勢的影響。例如每年的流行色影響的當年各種設計的方方面面，所以我根據不同的人的審美愛好和使用場景也設計了多款不同的材質和顏色的背包包帶款式。在方案二的設計中除了一些列主體的深灰基調在小細節方面我采用了一些亮色加以點綴讓戶外使用中既能保持他的耐污能力又能有醒目的顏色方便使用者使用，使之一眼就能看到。

三、新能源供電套裝未來發展方向

雖然這套設計目前還在設計的初步階段，還沒有真正用于投產階段。能源是經濟發展的前提條件，一個良性循環的能源使用系統可以促進經濟社會的發展。在世界石油儲量減少引發的全球性能源短缺的大背景下，新能源因其可持續性、清潔、環保，是未來能源的發展方向。試想一下在未來我們日常走在戶外的街道上，在手機等電子產品急需充電的情況下我們身邊的包或者我們包里面隨手掏出來的設備在晴天或者各種天氣都可以隨時隨地為我們提供電能。那是不是我們到了那個時候就再難聽到因為手機電量過低而導致的一系列新型的社會焦慮？ 而這也將會大大提升我們的每個人的工作效率從而提升整個社會的效率。當然在下一步的設計過程中也會針對上述兩個設計的不足之處進行詳細的升級和完善，例如說我們的作為產品設計方向的設計一定要遵循的堅持以人為本的原則，以人為主線，將人機工程學規范貫穿于設計的全過程。這類型的人機問題將通過后期的方案的不斷深入進行探索研究，從形態和使用方式上面不斷優化方便人們的使用習慣，和人機尺度等等。

隨著我國經濟的高速發展，能源短缺問題逐漸成為制約我國經濟發展和全面建設小康社會的一大瓶頸。目前我國能源仍呈現以煤炭、石油等為主的單一結構，如何從新能源結構優化角度出發更好地解決產品設計在我們日常生活中的種種問題，是我們作為設計師在未來需要探索解決的問題。

參考文獻

[1]何菲.淺析新產品開發中新能源的應用研究[D].北京：現代營銷，2018.1

[2]盧文靜.未來能源發展方向[D].北京：財達證券，2012.10

[3]李維立，曹祥哲.人機工程學[M].北京：人民郵電出版社，2017.3

作者簡介：

第一作者李維立（1960年-），性別：男， 民族：漢 ，籍貫：天津市 ，職稱：教授， 學歷：碩士，單位：天津美術學院，研究方向：人機尺度與無障礙設計

第二作者：姓名：劉巖（1995年-），性別：男，民族：漢 ，籍貫：河北省， 學歷：碩士， 單位：天津美術學院， 研究方向：人機尺度與無障礙設計