太陽能車棚設計

摘 要：電動自行車以其經濟、環保、輕便的特點日益受到人們的青睞。然而電動車的“拋錨”問題一直困擾著人們。太陽能車棚不僅具備普通車棚應具有的功能，還能在車棚上安裝太陽能電池板，通過合理的布局和設計達到充電和停放的目的。

關鍵詞：太陽能；電池板；車棚

0 引言

太陽能作為清潔能源在社會上的用途逐漸增加。太陽能車棚是未來的發展方向，有良好的發展前景。在全國各地推廣太陽能停車棚，可以減少電動自行車對公共電網的依賴，有利于在國民中普及綠色能源的觀念。

晶體硅p/n型太陽電池的工作原理：當p型半導體與n型半導體緊密結合連成一塊時，在兩者的交界面處就形成p-n結。當光電池被太陽光照射時，在p-n結兩側形成了正、負電荷的積累，產生了光生電壓，形成了內建電場，這就是“光生伏打效應”。

光伏發電系統是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器等設備組成。

1 各器件功能

蓄電池組：其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發出的電能并可隨時向負載供電。太陽能電池發電對所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長；c.深放電能力強；d.充電效率高；e.少維護或免維護；f.工作溫度范圍寬；g.價格低廉。目前我國與太陽能發電系統配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。

充放電控制器：是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由于蓄電池的循環充放電次數及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設備。

逆變器：是將直流電轉換成交流電的設備。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是必不可少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網逆變器。

2 太陽能車棚設計

支架：為有機結合太陽能車棚的光伏發電和充電功能，體現光伏建筑一體化及美觀和實用性，設計車棚結構之架為“7”字型，兩個相鄰的“7”字型構成支架結構。獨特的“7”字型結構具有美觀，受光面積大，發電量大，抗風力的作用。根據太陽能電池板安裝傾斜角度的有關規定，可使“7”字型鋼構架向南面傾斜15°。

充電柜機：為了最大限度的提高充電的效率，考慮到車棚里停放的電動車眾多，使用空間自由度較大。可采用三面直充，底部接電源的壁掛式充電柜機。其造型為三面設計，三個方向同時使用，避免單一方向充電較擁擠，充電效率低的弊端。可提供足夠多的充電插頭，供人們使用。

頂棚材料：頂棚材料使用PC陽光板，PC陽光板是國際上普遍采用的塑料建筑材料，有其他建筑裝飾材料（如玻璃、有機玻璃等）無法比擬的優點，有“不碎玻璃”之稱。具有透光性、抗撞擊、防紫外線、防結霜等方面具有優良的性能。

計時計費系統的安裝：光伏太陽能車棚前期的投入比普通車棚的投入較大，為了收回前期的投入成本，合理優化資源。充電柜機需要安裝計量計費裝置。直流充電計量裝置采用KW.h計量分辨率應小于等于0.01KW.h，精度應小于等于±1%。

電力利用方式：車棚以太陽能發電為主，市電作為旁路補充形式。白天天晴時，太陽能發的電優先給電動車充電，當天陰或陰雨天，切換到市電給電瓶車充電，太陽能發出的電逆變后直接使用。另外，太陽能發的電剩余時，可在設置車棚附近的建筑物內使用，或出售給電力公司，因此能夠毫不浪費地使用太陽光能源。

3 太陽能車棚設計注意事項

裝置地址的氣候條件：逐月太陽能總輻射量，直接輻射量（或日照百分比），年均勻氣溫，最長接連陰雨天數，最大風速及冰雹、降雪等特別氣候狀況。

現場的地理位置：地址、緯度、經度、海拔等。

負載用電特性：因為太陽能電池陣列輸出的電流是直流，若是負載是溝通的話，需求通過逆變器的變換，才干正常作業，這樣太陽能結尾供應負載的能量損耗就增大，然后所需太陽能電池就會增大，致使太陽能供電體系造價增大。

最大負載量：負載每天作業時刻及均勻耗電量，接連陰雨天需作業的時刻。

運用約束：因為有些國家和地區，對蓄電池有特定的環保需求，特別是鎳鎘電池在歐美國家遭到嚴厲約束，還有鉛酸電池在運送方面也會遭到約束，這些要素都將致使太陽能發電商品的造價增大。

溝通負載對電源的需求：溝通負載除了需求更大的太陽能電池板外，對逆變器的需求也會因負載的不一樣而不一樣。通常來講純電阻性質的負載例如電熱絲，對逆變器需求不高，可用一般的批改波逆變器。而電視、電動機對電源需求相對要高，需求的逆變器功率及輸出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆變器，才干確保負載能正常作業，不受攪擾。負載需求不一樣，造價也不一樣。

4 太陽能車棚的布局

合理布置車棚，可以充分利用空間，可以把車棚空間劃分為自行車停放區，不充電的電動自行車停放區和充電電動自行車停放區。車棚由一個人管理，負責車輛的擺放與安全。車棚外可以安裝一個攝像頭，防止車輛的丟失。

5 太陽能車棚的經濟效益

光伏發電系統的特點是，安裝成本高，運營成本低，即一次消費，長久享受。

6 結語

隨著各類用電需求量的日趨攀升，以及人們環保意識的日益增強，特別是霧霾天氣對生活產生的深刻影響，光伏發電愈來愈受到重視，光伏車棚充分利用來自太陽的能量形成電力供應，為電動交通工具提供能量支持，備受市場關注。

參考文獻：

[1]江璐.太陽能電動汽車充電站設計研究[D].湖北工業大學，2012.

[2]鄭志恒.電動車充電系統建設的探索[M].產業科技論壇，2011.