太阳能小车-论文-定稿.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 1 太阳能汽车的应用试验 北京市北京景山学校 直升二班 龚浩岳指导老师：王可 吴俊杰 2011.5 太阳能汽车的应用实验 北京市北京景山学校直升二班 龚浩岳 指导老师：王可 吴俊杰 摘要：太阳能作为可再生能源，已广泛地应用在太阳能发电、太阳能集中供暖、太阳能建设及太阳能汽车等方面。其中太阳能汽车虽然还有许多性能不完善，但是今后新能源汽车发展方向之一。在本实验中，将建立由太阳能发电、蓄能及负载系统，即太阳能小车。通过实验测量，了解太阳能电池板的基本性能，掌握不同电性能太阳能电池之间的组合方法和规律；掌握太阳能小车充、放电的效率、时间和其运动特性。以作为今后进一步改进的基础。 关键词：太阳能电池板（Solar panels） 蓄电池（battery）电动机（Motor）太阳能汽车（Solar cars） 引言 太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能源。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。目前我国的新能源政策也大力推广太阳能应用。 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。正因为其环保的特点，太阳能汽车被诸多国家所提倡，太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。 因此，我认为太阳能汽车将是取代传统动力汽车的形式之一。但是现在的太阳能汽车技术还不完善，距实际应用还有较大距离。主要表现在什么方面呢？ 所以我将做一个太阳能汽车的模型，并加以实验和研究。 二、研究目的及构思 设计并建立由太阳能电池板、蓄电池和汽车电动机构成的太阳能应用系统，即组装成太阳能小车一辆。通过测量太阳能电池板充、放电时电压和电流的特性，初步掌握太阳能发电和应用的一些规律和知识。通过测量小车的运动特性，简单评价当今太阳能汽车的现状。 研究方法和分析 研究对象 = 1 \* GB3①元器件选型 太阳能电池是一种直接将太阳能转换成电能的半导体器件。目前，广泛应用的为单晶硅和多晶硅太阳能电池，也是这次实验的主要元器件。在初期设计时，想组装成12V太阳能小车。这将首先选型12V的太阳能电池板。但由于市场当时无货。只好将两块电压参数不一样的太阳能电池板进行串联使用。具体各元器件及参数为：单晶硅太阳能电池板两块（6V 2W，10V 2W；每块电池板的外形尺寸：213mm*92mm*3.3mm）；蓄电池一个（11.1V 1350mAh）；直流电动机（12V 250rpm）；由乐高搭成的小车一辆。如图3-1、图3-2和图3-3所示。 图3-1太阳能小车元器件实物图 图3-2 太阳能小车实物图 图3-3 太阳能小车电路图 —直流电机两个 = 2 \* GB3②成本估算 如果忽略不计乐高小车及导线的成本，太阳能小车的主要成本为：太阳能电池板、蓄电池和电动机。其各自采购成本占总成本(280元)的29％、39％和32％。可看出蓄电池最贵。 实验工具 实验中主要使用的测量和实验工具为：Fluke73和Uni-T万用表各一块； ZX21型电阻箱一台（0~99999.9?，等级0.1级）如图3-4所示；数码相机一个；30W电烙铁一个；鳄鱼夹及导线若干。 图3-4 标准电阻箱 太阳能电池板电性能实验 = 1 \* GB3①单块电池板电性能实验 测量电路图见图3-5所示，调节电阻箱电阻阻值，读出电流表和电压表数值，测量结果见表1所示。由此可分别得出6V太阳能电池板的开路电压U开路=6.61V，短路电流I短路≈370mA ; 10V太阳能电池板的开路电压U开路=10.68V，短路电流I短路≈240mA。6V、10V单块电池板的伏安特性曲线分别见图3-6和图3-7。 图3-5 单块电池板电性能实验测量电路图 图3-6 6V电池板伏安特性曲线 图3-7 10V电池板伏安特性曲线 = 2 \* GB3②两块电性能不同的电池板串联 实验中需将两块电性能不同的电池板串联，以获得所需电压值。测量电路图如图3-8所示。调节电阻箱电阻阻值，读出电流表和电压表数值，测量结果见表1所示。由此可得出太阳能电池板的开路电压U开路=17.3V，短路电流I短路≈250mA。6V、10V电池板串联时伏安特性曲线见图3-9所示。 图3-8两块电池板串联电性能测量电路图 图3-9 6V 10V电池板串联伏安特性曲线 = 3 \* GB3③两块电性能不同的电池板并联 虽然本实验中不需要并联电池组件，但通过测量不同电性能电池板并联后的电性能，可以掌握不同电性能太阳能电池板多种不同的连接方式和规律。测量电路图如图3-10所示。调节电阻箱电阻阻值，读出电