基于太陽(yáng)能的智能化應(yīng)用——多功能騎行帽

尚磊 董娟 梁旭敏

摘要：由于太陽(yáng)能具有就地取材、零排放、壽命長(zhǎng)、可再生等優(yōu)點(diǎn)，采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電在應(yīng)對(duì)能源短缺、推進(jìn)戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略地位以及解決特殊用電需求的作用，太陽(yáng)能智能化應(yīng)用逐漸成為當(dāng)今世界最受關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)之一。本文通過(guò)對(duì)廣大騎行愛(ài)好者的調(diào)查，分析發(fā)現(xiàn)騎行過(guò)程需要攜帶各種騎行裝備，戶(hù)外電能供給設(shè)施匱乏，易出現(xiàn)騎行者溝通障礙、騎行者掉隊(duì)、通信受限、出行安全沒(méi)有保障等問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一款由太陽(yáng)能光伏發(fā)電，集對(duì)講機(jī)、MP3、手電筒、骨傳導(dǎo)耳機(jī)、手機(jī)充電、安全指示燈為一體，由手機(jī)控制的太陽(yáng)能智能騎行帽。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；光伏發(fā)電；智能騎行帽

1 太陽(yáng)能騎行帽的產(chǎn)生

作為一個(gè)資深戶(hù)外運(yùn)動(dòng)發(fā)燒友兼騎行愛(ài)好者，如何解決旅途中因通訊工具無(wú)信號(hào)、隨行裝備MP3、手電筒、骨傳導(dǎo)耳機(jī)沒(méi)電問(wèn)題。經(jīng)過(guò)跟團(tuán)隊(duì)成員多次探討之后，我們提出可否設(shè)計(jì)一款多功能騎行帽，應(yīng)用現(xiàn)在市場(chǎng)上比較先進(jìn)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)來(lái)提供電能。

太陽(yáng)能是可再生的新能源，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能加以利用有著廣闊的前景。太能能的智能化應(yīng)用——多功能騎行帽，便是在為騎行愛(ài)好者提供方便的背景需求下產(chǎn)生。該騎行帽是以太陽(yáng)能電池、集傳感器、LED燈、對(duì)講機(jī)、骨傳導(dǎo)耳機(jī)、MP3為基礎(chǔ)進(jìn)行巧妙結(jié)合應(yīng)運(yùn)而生的智能騎行設(shè)備，可為騎行者提供夜間騎行、穿越隧道的照明，亦可用于聽(tīng)音樂(lè)減輕疲勞，可省去安裝手電筒，手拿對(duì)講機(jī)等麻煩。同時(shí)，太陽(yáng)能硅片、蓄電池、骨傳導(dǎo)耳機(jī)（功放）、MP3為可拆卸式，LED燈為可調(diào)節(jié)式設(shè)備。設(shè)計(jì)這款太陽(yáng)能騎行帽具有環(huán)保節(jié)能、智能方便、輕盈小巧等優(yōu)點(diǎn)。

2 太陽(yáng)能騎行帽的原理

太陽(yáng)能多功能騎行帽是利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)供蓄電，集骨傳導(dǎo)藍(lán)牙耳機(jī)、麥克風(fēng)、LED前照燈、LED指示燈、傳感器為一體的智能頭盔，利用手機(jī)作為中樞控制，可以有效地減輕騎行者的負(fù)重問(wèn)題，為騎行愛(ài)好者提供了更為安全、方便的騎行體驗(yàn)。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池板，控制器和逆變器三大部分組成，主要由電子元件組成，不涉及機(jī)械部件，所以光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，理論上講光伏發(fā)電可用在任何需要電源的場(chǎng)合。從航天飛行器到家庭電源，從大到兆瓦級(jí)電站到太陽(yáng)能充電設(shè)備。

3 太陽(yáng)能電池的應(yīng)用

根據(jù)最新調(diào)查報(bào)告顯示，近些年光伏組件的生產(chǎn)情況發(fā)生了重大變化，我國(guó)基本成為世界太陽(yáng)能電池及其組件的制造核心。國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電已經(jīng)廣泛應(yīng)用在一些戶(hù)外基礎(chǔ)設(shè)施、航天器續(xù)航用電、偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)電并網(wǎng)等領(lǐng)域。例如：路燈已經(jīng)大規(guī)模采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電來(lái)提供照明時(shí)所需要的電能，交通信號(hào)燈的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)、新型太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電溫棚植被系統(tǒng)、供電供暖系統(tǒng)等都有效的利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)。

在現(xiàn)在的太陽(yáng)能電池產(chǎn)品中，以硅半導(dǎo)體材料為主，即單晶硅與多晶硅電池板。由于它們?cè)牧系膹V泛性，較高的轉(zhuǎn)換效率和可靠性，被市場(chǎng)廣泛接受。其中多晶硅太陽(yáng)能電池性?xún)r(jià)比最高，是結(jié)晶類(lèi)太陽(yáng)能電池的主流產(chǎn)品。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)的智能騎行帽主要應(yīng)用多晶硅太能能電池。

4 太陽(yáng)能騎行帽的組成

在騎行頭盔的上表面覆蓋太陽(yáng)能柔性折疊電池板來(lái)獲取太陽(yáng)能，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電能。將得到的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，一部分供白天騎行使用，一部分供夜間照明。同時(shí)在蓄電池上

安裝USB充電口，方便在陰雨天沒(méi)電時(shí)及時(shí)通過(guò)USB接口充電，從而解決騎行過(guò)程中的供電問(wèn)題。

功能方面通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙直接與帽子上的骨傳導(dǎo)藍(lán)牙連接，給騎友們提供快速高效的接打電話功能，同時(shí)也可以通過(guò)手機(jī)對(duì)講APP，借助骨傳導(dǎo)藍(lán)牙耳機(jī)獲得對(duì)方的具體位置，這樣可以更方便地解決騎友之間的聯(lián)系問(wèn)題。通過(guò)藍(lán)牙可以隨時(shí)隨地收聽(tīng)手機(jī)上的歌曲和FM電臺(tái)，替代騎友們之間聯(lián)系需要對(duì)講機(jī)，接打電話需要拿出手機(jī)的問(wèn)題。安裝骨傳導(dǎo)藍(lán)牙外放耳機(jī)，通過(guò)頭骨傳遞和感知聲音，使得來(lái)電接通、播放音樂(lè)時(shí)，無(wú)需停下腳步就可以安全有效地完成。

在帽子的邊緣安裝LED可調(diào)式設(shè)備示寬燈，可以有效地避免夜間騎行中遇到照明不良路段其他車(chē)輛注意不到騎行者的問(wèn)題，使得騎行者更加安全。同時(shí)我們?cè)诿弊忧懊姘惭bLED可調(diào)式照明燈來(lái)在道路照明不良的地方提供照明，利用可控遙控開(kāi)關(guān)控制照明燈的開(kāi)關(guān)和音樂(lè)播放器的開(kāi)關(guān)，更好地保證夜間騎行安全。具體設(shè)計(jì)圖如下：

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)施節(jié)能減排，倡導(dǎo)低碳生活是我國(guó)為應(yīng)對(duì)氣候變化，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展而制定的一項(xiàng)發(fā)展戰(zhàn)略，我們的多功能騎行帽利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，為廣大騎行愛(ài)好者提供智能、方便的騎行體驗(yàn)，更好的呼應(yīng)了國(guó)家實(shí)施節(jié)能減排、倡導(dǎo)清潔能源的號(hào)召。太陽(yáng)能騎行帽在構(gòu)造方面體現(xiàn)出了集綠色、安全、便利于一體的新時(shí)代產(chǎn)品的特性，所以具有很好的市場(chǎng)發(fā)展前景。

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