太阳能车棚设计

摘 要：电动自行车以其经济、环保、轻便的特点日益受到人们的青睐。然而电动车的“抛锚”问题一直困扰着人们。太阳能车棚不仅具备普通车棚应具有的功能，还能在车棚上安装太阳能电池板，通过合理的布局和设计达到充电和停放的目的。

关键词：太阳能；电池板；车棚

0 引言

太阳能作为清洁能源在社会上的用途逐渐增加。太阳能车棚是未来的发展方向，有良好的发展前景。在全国各地推广太阳能停车棚，可以减少电动自行车对公共电网的依赖，有利于在国民中普及绿色能源的观念。

晶体硅p/n型太阳电池的工作原理：当p型半导体与n型半导体紧密结合连成一块时，在两者的交界面处就形成p-n结。当光电池被太阳光照射时，在p-n结两侧形成了正、负电荷的积累，产生了光生电压，形成了内建电场，这就是“光生伏打效应”。

光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器等设备组成。

1 各器件功能

蓄电池组：其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。

充放电控制器：是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。

逆变器：是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。

2 太阳能车棚设计

支架：为有机结合太阳能车棚的光伏发电和充电功能，体现光伏建筑一体化及美观和实用性，设计车棚结构之架为“7”字型，两个相邻的“7”字型构成支架结构。独特的“7”字型结构具有美观，受光面积大，发电量大，抗风力的作用。根据太阳能电池板安装倾斜角度的有关规定，可使“7”字型钢构架向南面倾斜15°。

充电柜机：为了最大限度的提高充电的效率，考虑到车棚里停放的电动车众多，使用空间自由度较大。可采用三面直充，底部接电源的壁挂式充电柜机。其造型为三面设计，三个方向同时使用，避免单一方向充电较拥挤，充电效率低的弊端。可提供足够多的充电插头，供人们使用。

顶棚材料：顶棚材料使用PC阳光板，PC阳光板是国际上普遍采用的塑料建筑材料，有其他建筑装饰材料（如玻璃、有机玻璃等）无法比拟的优点，有“不碎玻璃”之称。具有透光性、抗撞击、防紫外线、防结霜等方面具有优良的性能。

计时计费系统的安装：光伏太阳能车棚前期的投入比普通车棚的投入较大，为了收回前期的投入成本，合理优化资源。充电柜机需要安装计量计费装置。直流充电计量装置采用KW.h计量分辨率应小于等于0.01KW.h，精度应小于等于±1%。

电力利用方式：车棚以太阳能发电为主，市电作为旁路补充形式。白天天晴时，太阳能发的电优先给电动车充电，当天阴或阴雨天，切换到市电给电瓶车充电，太阳能发出的电逆变后直接使用。另外，太阳能发的电剩余时，可在设置车棚附近的建筑物内使用，或出售给电力公司，因此能够毫不浪费地使用太阳光能源。

3 太阳能车棚设计注意事项

装置地址的气候条件：逐月太阳能总辐射量，直接辐射量（或日照百分比），年均匀气温，最长接连阴雨天数，最大风速及冰雹、降雪等特别气候状况。

现场的地理位置：地址、纬度、经度、海拔等。

负载用电特性：因为太阳能电池阵列输出的电流是直流，若是负载是沟通的话，需求通过逆变器的变换，才干正常作业，这样太阳能结尾供应负载的能量损耗就增大，然后所需太阳能电池就会增大，致使太阳能供电体系造价增大。

最大负载量：负载每天作业时刻及均匀耗电量，接连阴雨天需作业的时刻。

运用约束：因为有些国家和地区，对蓄电池有特定的环保需求，特别是镍镉电池在欧美国家遭到严厉约束，还有铅酸电池在运送方面也会遭到约束，这些要素都将致使太阳能发电商品的造价增大。

沟通负载对电源的需求：沟通负载除了需求更大的太阳能电池板外，对逆变器的需求也会因负载的不一样而不一样。通常来讲纯电阻性质的负载例如电热丝，对逆变器需求不高，可用一般的批改波逆变器。而电视、电动机对电源需求相对要高，需求的逆变器功率及输出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆变器，才干确保负载能正常作业，不受搅扰。负载需求不一样，造价也不一样。

4 太阳能车棚的布局

合理布置车棚，可以充分利用空间，可以把车棚空间划分为自行车停放区，不充电的电动自行车停放区和充电电动自行车停放区。车棚由一个人管理，负责车辆的摆放与安全。车棚外可以安装一个摄像头，防止车辆的丢失。

5 太阳能车棚的经济效益

光伏发电系统的特点是，安装成本高，运营成本低，即一次消费，长久享受。

6 结语

随着各类用电需求量的日趋攀升，以及人们环保意识的日益增强，特别是雾霾天气对生活产生的深刻影响，光伏发电愈来愈受到重视，光伏车棚充分利用来自太阳的能量形成电力供应，为电动交通工具提供能量支持，备受市场关注。

参考文献：

[1]江璐.太阳能电动汽车充电站设计研究[D].湖北工业大学，2012.

[2]郑志恒.电动车充电系统建设的探索[M].产业科技论坛，2011.