基本信息
- 项目名称：
- 西藏农牧区太阳能照明壁柜砖的设计与实现
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本设计从西藏农牧区农牧民的具体生活情况出发，结合电子技术和藏式建筑的特点，设计能够放置在建筑之中的太阳能光伏供电设备，主要目的是为了解决农牧民的生活用电问题和手机充电问题。
- 详细介绍：
- 本设计从西藏农牧区农牧民的具体生活情况出发，考虑到目前在西藏地区，尤其是广大农牧区，地广人稀，供电线路长，电压不稳定，家用电器无法正常工作的需求，针对广大农牧区最为迫切的需求：正常照明和手机充电（手机基站在许多地区也采用太阳能供电，并有专门的公司维护，因此，手机信号的覆盖面广），同时融合电子技术和藏式建筑采光充分的特点，提出了西藏农牧区太阳能照明壁柜砖的设计方案，结合电子技术和藏式建筑的特点，设计能够放置在建筑之中的太阳能光伏供电设备，主要目的是为了解决偏远藏区的照明和手机充电问题。本设计以照明壁柜砖的形式把太阳能充电设备集成到藏式建筑中。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的和基本思想：考虑到西藏地区，尤其是广大农牧区，地广人稀，供电线路长，电压不稳定，家用电器无法正常工作的需求，结合电子技术和藏式建筑的特点，设计能够放置在建筑之中的太阳能光伏供电设备，解决偏远藏区的照明和手机充电问题。 创新点：以照明壁柜砖的形式把太阳能充电设备集成到藏式建筑中，目前国内外尚无先例。 技术关键点：太阳能充放电控制电路的设计；各级保护电路的设计，本项目采用了两级保护电路。软件保护（通过采集当前电路状态，判断太阳能充电控制器是否发生异常，如果有异常，则关断负载输出，起到保护控制电路板和蓄电池的作用）和硬件保护（对电路过流情况直接通过电路强制关断）两级放电异常保护的设计。 主要技术指标如下：在藏区测试太阳能光伏发电充电电流1A，单路照明负载放电电流200mA，太阳能控制板静态电流11.60mA，其他指标可以参考详细设计文档
科学性、先进性
- 本设计的科学性先进性：本设计结合西藏广大农牧地区以及偏远山区供电线路长，供电电压不稳定，家用电器经常无法正常工作的实际需要，针对广大农牧区最为迫切的需求：正常照明和手机充电（手机基站在西藏农牧地区基本采用太阳能供电，并有专门的公司维护，因此，手机信号在西藏农牧区的覆盖面广），同时融合电子技术和藏式建筑采光充分的特点，提出了藏区太阳能照明壁柜砖的设计方案，巧妙地解决了广大西藏农牧区的照明和手机充电问题，以照明壁柜砖的形式把太阳能充电设备集成到藏式建筑中，目前国内外尚无先例，本设计在应用层面具有一定的创新。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品、磁盘
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品的技术特点和优势：本作品结合藏式建筑采光充足的特点，将太阳能光伏发电设备集成到藏式建筑中，十分方便用户的使用。安装该设备以后，完全可以解决日常的照明和手机充电的问题，并且不需要太多的维护；另一方面，该作品的设计充分考虑西藏地区的实际，提供了人性化的用户接口，方便用户使用。 本作品的适应范围，推广前景，市场分析和经济效益预测：本作品最终的用户是西藏地区广大的农牧区（也可以在采光充足的其他地区推广）。通过在藏区实际的测试，同时征求藏民的意见来看，该作品具有一定的推广价值，同时，如果在该作品基础上把有些功能进行改进和简化，把该作品转化为实际的产品，将会为广大藏区民众所接受，具有较好的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 自上个世纪70年代出现能源危机以及环境恶化促使人们越来越重视节能和环保以来，建筑业也面临着如何改变传统观念，改进建筑技术，开发节能、环保新型建筑材料的问题。目前，结合太阳能和建筑技术来解决居民的实际问题得到了一定的应用，德国在该方面十分突出，这与德国政府开发利用能源的一贯政策有很大关系，德国政府制订了建筑保温节能技术新规范；比利时在节能环保推动建筑业方面做了大量工作，比利时政府对节能建筑十分重视；同样地，欧美乃至亚洲许多国家对太阳能节能建筑做了许多工作，其主要部分集中在太阳能供暖，太阳能光伏照明两大部分。我国在太阳能建筑领域进行了长期的、积极的研究与实践。其中技术最成熟、应用范围最广泛、产业化发展最兴旺的是家用太阳热水器(系统)、被动式采暖(太阳房)和被动通风技术，并已在提供能源和替代化石燃料中发挥了积极的作用。太阳能与建筑技术结合也取得了较大的进步，国内许多建筑也积极考虑把太阳能与建筑技术融合在实际的住房建设中（例如：山东威海市就尝试在建筑居民住宅时使用太阳能节能技术）。 综上所述，国内外的太阳能节能建筑主要使用的是太阳能供暖和太阳能光伏发电技术，而针对采用光伏发电技术解决照明问题，多数采用的多是大功率太阳能电池板，并兼容220V交流电（即含逆变控制部分），这样直接导致成本较高，给进一步推广带来困难。本设计根据西藏农牧区地广人稀的实际情况（西藏广大农牧地区以及偏远山区供电线路长，供电电压不稳定，家用电器经常无法正常工作），结合藏式居民建筑采光时间长的特点，同时考虑到小型化，低成本，实用（解决农牧民的实际需求）等因素来确定本项目的需求，即：在藏式居民建筑中，以低成本，实用，小型化的方案解决西藏农牧区用户的照明和手机充电问题（在藏区，手机基站基本采用太阳能供电并有专门的公司维护，因此，手机信号在西藏农牧区的覆盖面广），在国内外同类课题研究中，存在着把太阳能电池板放置到屋顶来使用太阳能光伏充电设备的情况，但是以照明壁柜砖的形式把太阳能充电设备集成到藏式居民建筑中的情况，目前国内外尚无先例。
