楊燕:太陽能充電登山服,你有沒有?
  2019-11-10

1.總體系統設計

無論哪個領域的電子科技產品,都需要能源的供給。在這個能源緊缺的社會,可再生資源的開發與利用顯得尤為重要,太陽能發電便是新興可再生資源的一種,大約40分鐘照射在地球上的太陽能的能量,便足以供全球人類一年消費,它無環境污染、綠色清潔,取之不盡、用之不竭,并且沒有地域限制,具有廣闊的應用前景。本文即是基于利用太陽能資源,為解決登山愛好者的這一需求與難題,設計了一款新型太陽能充電登山服,利用光學原理轉化為電能。

此登山服必須以不增加登山過程中的負擔為前提,方便穿著者使用,并且能夠很好地接受光照,使其最大程度地將太陽能轉化成電能的基礎上進行設計。

2013年,來自荷蘭奈梅亨應用科學大學的時尚設計師 Pauline van Dongen 以及Gelderland Valoriseert 公司的 Christiaan Holland 聯手推出了一件太陽能充電服,該充電服采用的是剛性太陽能電池作為其核心裝置,所以,搭配了羊毛和皮革作為衣服的主要材料,雖然1小時可以充滿普通手機一半的電量,但是,在服裝中安裝了48塊太陽能電池,服裝整體重量較重。所以,只能適合在冬季穿戴;美國服裝品牌湯米·希爾費格正在銷售一款獨特的可給手機充電的冬季外套,該外套采用的是柔性太陽能電池板,作為可拆卸部分裝飾在背部,雖然可穿性增強了很多,但在背部安裝大面積的充電板,仍然會影響著人體的活動與舒適性。這些設計雖然達到了能量的轉換,實現了將服裝做為載體為電子設備充電的功能,但忽視了實用服裝的穿著舒適性要點,不方便人體的活動。目前,在登山服領域內,尚未出現可給電子設備充電的服裝,戶外登山的電源緊缺問題還是一個缺口。 因此,本文從登山者的需求點出發,考慮采用最適用于服裝上的柔性超薄太陽能電池板作為了載體,柔性超薄太陽能電池板是未來的太陽能發展方向,大大超越了傳統的硅晶玻璃層壓或滴膠板的性能,同樣的尺寸重量只有傳統太陽能板的1/5,厚度只有原來的 1/3,這將大大推廣太陽能的應用,讓太陽能做成任意形狀或附著在任何物體表面皆成為可能。如果使用柔性太陽能電池板,它柔性程度較好,可彎曲度接近180度,并具有防水,可縫紉的優勢。

2.電路設計

電路設計主要考慮柔性超薄太陽能電池板的組裝結構,以及所達到的功率是否能供應電子設備的正常充電。同時,考慮到服裝的美觀性,應盡可能的將電池板的總面積控制在最小。

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