“绿色低碳、节能环保”创意竞赛参赛作品.doc

郑州轻工业学院“绿色低碳、节能环保”创意竞赛报名表
作品名称
节能环保太阳能排气照明系统
作者姓名
院（系）专业班级
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技术物理系电子科学与技术09-1

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技术物理系材料与物理09-1

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技术物理系电子科学与技术09-1

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技术物理系材料与物理09-1

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技术物理系材料与物理09-1

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作品摘要（500字以内；含创意作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、关键技术和主要技术指标）
作品设计：节能环保太阳能系统，主要是利用越来越炎热的夏天的强烈的太阳光作为能量的来源，利用现代已经成熟的太阳能电池板设备作为收集能量的来源，供给室内排气系统，实现循环长久低污染的现代化环保要求。减少路灯因长距离传输电能而带来的损耗，减少能源损失。
作品目的和基本思路：随着现在城市化进程的加快和环境的改变，夏季变得越来越炎热，越来越多的人们开始使用空调，大型商场和体育馆等地方的空气质量也一度成为各大媒体版面上的重大问题，本作品结合现代科技，力求改善室内的空气指数，为人们的身体健康增加保障。为人们的室内照明提供能量来源，减少家庭支出。
作品创新点：将太阳能配合排气系统和照明系统进行利用，更加的持久环保。
关键技术：太阳能板的型号选择，各地区气候不同带来的不同排风系统的选择。
作品主要技术指标：封装方式:环氧树脂A/B胶和PET层压或钢化玻璃层压带铝合金边封装。功率范围:0.1W至210W电压:0.5V至100V测试条件：AM1.5/1000W/M²/25℃。转换效率:>15%。

作品的科学性与先进性（500字以内；必须说明与现有技术相比，该作品是否具绿色低碳、节能环保的实质性技术特点和显著效果。请提供技术经济分析说明。）

现在使用的商场排风照明系统多采用220vv固定电源供电，加重了经济负担，许多商场和体育场馆为了减少支出往往常年不进行环境气体的净化，人们长期呆在这种环境中容易对身体产生不良影响。节能环保太阳能排风换气系统采用现代的最新技术，可持续使用，并且使用周期上，易于安装使用。而且现在市场上已有较为成熟的太阳能电池板，例如太阳能热水器，价格便宜，利于本产品的大规模生产。同时增加空气流通，改善空气质量。经济实惠，绿色环保。一个2平方米左右的电池板可以提供180瓦的电能，按照目前挂式空调，比较省电的，功率在700瓦平均功率，那么只需7-8平方米。
高透钢化玻璃多晶（单晶）硅层压太阳能电池板，适用于路灯、游艇、家用电器、野外照明、屋顶光伏并网系统、潜水泵及各类电站或太阳能供电系统。市场太阳能电池板的价格在180元每平方米，东北的大部分地区不推荐使用，但是内蒙大部、山西、山西、甘肃、宁夏、河北、山东等这些地方是可以用的，河南和湖北是效果最好。具体工作原理、性能要求和功率计算见附件一。太阳能发电系统原理详见附件二。
作品推广应用的可行性分析
(200字以内)

现在大部分城市的商场和体育馆的空调多采用单向空气流动系统，忽略了空气指数和人体的健康，不利于人们更好的体验商场的商品和比赛，同时许多的照明系统为了统一开关，忽略了对于能源的节约。节能环保太阳能排风照明系统可以解除掉人们长久支出空调系统清洁费和电费的苦恼，更加的实惠，同时对环境几乎不造成污染。现在的中国市场太阳能排风照明系统技术已经成熟，但生产量小，使用尚不普遍，有利于站稳脚步，打开市场。

附件一
光伏发电的工作原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并 网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精 炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源 无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系 统和计算器辅助电源等。
太阳能电池模组结构及其对背板的性能要求
一般按玻璃-胶膜-电池板-胶膜-TPT叠合于铝合金框内。由于太阳能电池模组是放置在室外的电气产品，因此背板除了具有保护功能以外，还必须具备25年之久的可靠的绝缘性能、阻水性、耐老化性能。表1列出了背板性能要求的一览表，在这些指标中一个衡量太阳能电池背板性能好坏的重要指标是水蒸气渗透率。若太阳能背板阻隔水蒸气渗透的性能不良，则空气中的湿气（尤其是阴雨湿气更大）会透过太阳能背板进入到内侧，水蒸气的渗透会影响到EVA（乙烯一醋酸乙烯共聚物）的粘结性能，导致背板与EVA脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化 。
功率计算方法
　　太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：
　　1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。
2.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。

　附件二
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：
　　（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
　　（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
　　（三）蓄电池：一般为铅酸电池，一般有12V和24V这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
　　（四）逆变器：在很多场合，都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。