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利用太阳能、雨水势能的便民充电系统研究 　　[摘要]为了克服手机突然没电或一些用电装备没电的情况。太阳光的低利用率和在阴雨天气不能发电的问题，特制作了一种新型双节能的蓄电系统，该蓄电系统不仅通过照射在太阳能电池板上的太阳光得到充分利用，而且还运用光的反射原理使电池板周围的太阳光尽量的反射到电池板上，增强了光照强度，除此之外，该蓄电系统还可以在雨天利用水滴传感器在雨天进行发电，以此解决了我国南方地区多雨水天气而不能靠电池板发电的问题。 　　[关键词]双节能；太阳能；雨水滴发电 　　[DOI]1013939/jcnkizgsc201630178 　　太阳能是地球上最直接、最普遍、最清洁的能源。太阳能作为一种巨大的可再生能源，每天到达地球表面的辐射量大约等于25亿万桶石油，可以说是取之不尽，用之不竭。 　　同样我国南方降雨增多，雨量充足，雨水资源丰富，如果加以利用可以获取大量的电能量。雨水收集发电具有非常积极的社会经济效益。通过雨水的收集充分利用了自然环境中的水资源，用以灌溉、洗车或作为其他生活用水。而通过雨水势能发电无疑是一项最具前景的新能源开发技术。 　　双节能供电装置能够利用太阳能和雨水势能进行发电，解决了因雨天而不能靠太阳能发电的弊端，太阳光跟踪系统随时捕捉最有利的角度，提高了太阳能利用率，节约资源，保护了环境，具有节能减排的实质性技术特点。 　　1双节能供电装置研制背景 　　随着太阳能技术的发展及对太阳能认识水平的提高，太阳能发电已经不仅仅只作为偏远无电地区的能源供应，而正在向取代常规能源的方向发展。在国际上，太阳能发电已经向并网发电领域开始发展。很多国家出现并形成了太阳能光伏产业，并且出现了强劲的增长势头。 　　目前我国在太阳能发电领域发展迅速，但相比于国外仍有较大的差距，在我国，太阳能发电仍多限于独立发电，而在国外已经开始出现了并网发电，现在我国已经成为世界最大的光伏电池生产国，但绝大部分出口到了欧美，而我国现在所生产的绝大部分电力来自非可再生能源，其中70%来自火电，这给我国未来能源的发展带来了巨大的隐忧，同时也带来了巨大的环境污染。新能源的发展显得尤为迫切。 　　太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电方式类似，不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。2005年我国首次在江苏江宁建成了首座70kw太阳能热发电示范系统，成功揭开了太阳能热发电技术崭新的一页，为未来进一步实现大规模太阳能的推广利用打下了良好基础。 　　在雨水发电方面，我国主要利用收集落在高层建筑楼顶的雨水，使其落下后冲击发电机叶片，从而将重力势能转化为电能的发电项目。该装置包括导流部分、雨水收集储存部分、雨水过滤部分、雨水流通管道、发电部分。其中，雨水收集储存部分设置在顶楼，在楼顶靠近边缘的地方设计了导流口，雨水经导流口进入收集储存部分，收集储存部分的内部设有水位传感器，当收集满雨水时开启闸门，使雨水进入流通管道，雨水流光后关闭闸门，继续蓄水，直至蓄满；在雨水收集储存部分和雨水流通管道连接处设置雨水过滤部分，雨水过滤部分需定期清理，以保证整个装置的正常运转，雨水流通管道的正下方设置发电部分。发出的电力采用电就近使用的方式，可供楼道照明以及生活办公使用，这减少了电力传输的损耗，降低了输配电的成本，提高了电力利用率。本项目结构简单，使用方便，收集利用自然界的雨水发电，充分利用了雨水资源，既环保又经济。 　　2双节能供电装置的设计与展示 　　21整体展示 　　一个塑料制的圆台反光装置，将圆形的电池板镶嵌在圆台反光装置内，电池板与圆台反光装置的底面平行，电池板的正面对着圆台反光装置的广口，在圆台反光装置的广口到电池板之间的圆台反光装置内壁贴上反光锡纸，根据光的反射原理使照射在圆台反光装置内壁的阳光能够充足反射到电池板上。同时该装置上放有雨滴发电模块利用雨水的重力作用和自由落体运动发电片发生形变便可产生电能并由后级模块收集起来，以达到利用雨水发电的功能。图1所示为系统的整体框架。 　　22功能模块 　　221电能收集调理模块 　　本模块拟采用如图所示方案通过电能检测电路检测蓄电池电量并且结合显示模块实时显示。同时DC-DC模块精确控制输出电压、电流，确保充电时对手机电池不造成伤害。如图2所示。 　　222电器控制 　　光敏控制模块步进电机，实现太阳光跟踪。 　　223圆台反射装置和雨水收集装置 　　圆台反光装置的斜面与电池板的平面的夹角为120度，反光装置的高为10厘米，保证了垂