太阳能发电百叶窗

2013-04-21吉林市吉化第九中学冯梓航

发明与创新 2013年26期

关键词：小夜灯百叶窗米糠

文　吉林市吉化第九中学　冯梓航

太阳能发电百叶窗

文吉林市吉化第九中学冯梓航

2012年11月初，晚上习惯点小夜灯睡觉的我偶尔一次找不到小夜灯了，只好拉开窗帘，卧室在柔和月光的照抚下明亮起来，心情也豁然开朗。这时我想到：如果利用日光发电作为夜晚的照明动力，不仅节约能源，还增强了窗帘的功用。

第二天，我向科技辅导老师陈希勇讲述了这个想法，陈老师在肯定这个想法后又为我讲解了太阳能发电的基本原理，并启发我开动脑筋，将想法变为实物。

在实际运用中怎样才能简单易行呢？我想到了将太阳能与百叶窗结合。

一、基本思路

做一个附带太阳能发电功效的百叶窗，为人们遮阳的同时高效利用太阳能发电。设计思路是把太阳能电池板相互串联，将太阳能转化成电能，将生成的电能贮存到蓄电池中，为与其相连的小夜灯提供能源，达到环保照明的目的。

二、制作过程

我上网查找了有关太阳能的资料，了解到太阳能是由内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接来自太阳。太阳能板真名叫太阳能光伏电池，是能将光能转换成电力的器件。

如何将太阳能电池板与蓄电池、小夜灯连接呢？在陈老师的帮助下，我初步掌握了电路的串联与并联及其适用性、电池板及蓄电池正负极的测量与连接的方法以及万用表的使用方法，紧接着就开始了试验。

1.画设计图

我先画了一幅设计图，将12个太阳能电池板与百叶窗结合，并将它们串联起来，然后接到蓄电池的正负极上，再从蓄电池上引出导线经开关连接小夜灯。经测算可以得到4V～6V电压。

第一次接线图

2.寻找材料

材料的选购是最重要的。我在网上买了若干个太阳能电池板（单片0.5V-300MA/0.15W），两个LED发光二极管（正常工作电压3V，正常工作电流20mA），一个小开关。随后又找来一个纸盒、一张塑料垫板和一个旧的充电手电筒，拆下里面的蓄电池，测量出充满电时的电压为4.5V。

3.动手制作

我先将塑料垫板裁成7根等规格的塑料条，用烧热的铁钉在塑料条上钻眼，再用线将塑料条连接成百叶窗的式样，将焊接好的太阳能电池板固定在塑料条上，把12个太阳能电池板用细导线串联到蓄电池上，最后焊接开关和小夜灯。

第一次作品

做好后，在上午的阳光下测量太阳能电池板总电压为4.4V。一扳开关，小夜灯亮了！中午我又进行了测量，电压为6V，合上开关，发光二极管没亮，却闻到一股焦糊味。这是怎么回事？

通过查找资料才知道是电压太高导致电流过大，将发光二极管烧坏了，怎么办？于是我将两个发光二极管串联，灯又亮了！到了晚上测量蓄电池的电压是4.4V，合上开关，发光二极管又没亮，难道又烧坏了吗？

我将一个发光二极管单独与蓄电池连接，却又能正常工作。

第二天，蓄电池电压变成了2.8V，这又是怎么回事？毫无头绪的我只好打电话向陈老师请教，原来蓄电池电压降低是因为白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池又向太阳能电池板反送电。我想起老师讲过的二极管的作用，决定在电路中再增加一个二极管。陈老师还提醒我，如果发光二极管烧坏了，可以加一个150欧姆的限流电阻。

第二次修改图

经过两天的改进工作，我发现百叶窗扇叶太软，经常弯曲，容易损坏太阳能电池板；而且太阳能电池板不能一直保持正对太阳，难以充分利用阳光。

为了解决这一问题，我不断尝试较厚的塑料垫片、木条等材质，最后决定选用有机玻璃板作为百叶窗的扇叶。

修改后的作品

4.测试

晚上我用万用表测量了蓄电池电压，结果为4.2V，打开开关后，发光二极管亮了，而且正常工作了两小时。

三、作品创新点

1.利用太阳能光伏电池将光能转换成电能，完成电能的生发、收集与贮存。

2.贮存的电能为夜间的小夜灯照明提供能量，环保、节能。

3.发电、收集与贮存方便，不影响房间的整洁卫生，操作简单。

四、完善项目的设想

1.电路在实验中的百叶窗上可以正常工作，如果安放到日常所用的百叶窗上是否一样适用？安装在日常百叶窗上的蓄电池容量需加大，就需要更多的太阳能电池板，有可能造成蓄电池过电压，损坏蓄电池。