基本信息
- 项目名称：
- 太阳能多功能帽
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 人们去野外游玩时，有时候因为温度过高，而使人中暑；所以在外游行，都希望能随时了解和观测到出行环境，以便在最佳的环境和时机旅行。“太阳能多功能帽”利用太阳能发电技术来实现对周围环境的温度和紫外线进行实时监控。 原理：太阳能电池板通过吸收光能转化为电能，为测温器、LED灯、小型风扇、MP3、显示设备提供电源，智能测温器对所测到数据进行处理并由控制器通过微型LED显示屏显示出来。
- 详细介绍：
- 一、前言 1、背景 随着生活水平的提高，人们开始追求身心健康。人们对健康问题越来越看重，都希望有个好身体。为使自己心里喜悦，大部分人会选择去野外游玩；在游玩之际，人们又担心身体健康问题。野外有可能因温度过高，而使人中暑；或者因紫外线过强，而使人引发种种疾病。所以在外游行，都希望能时时观照身边环境。以便在旅途中玩得尽兴。 并且人民生活水平提高了，人民对环境污染很敏感，都希望能用上无污染的产品，节能又轻小，而且无需人为的增加能量便能够自给能源并能够随身携带；那就是一种很理想的产品。随着太阳能光伏技术的发展，太阳能的利用得到大多数人的赞同。太阳能光伏技术的提高，一些小的产品得到发展，太阳能多用帽就是利用这一特点而设计的。 2、描述： 野外游玩是我们大部分人喜爱的一项运动。野外游玩可以让我们心情放松，也可以让我们身体健康；但野外游玩的不注意项又常常给我们带来麻烦。如（1）温度过高可能会使人中暑，轻者昏迷重者死亡。（2）紫外线强度过强，从而引起人的皮肤过敏，使人的健康受到威胁。（3）在旅途中，想进一些危险性不大的山洞参观，但因为光线不足而不能进去，这不是扫兴吗？或者在旅途中遇到突发情况，夜晚到了却未回到安全地方，但又因夜黑，又没带电筒，这无疑是给生命带来威胁。这些问题看似微小，但是足以危及我们的身心健康。太阳能多用帽就是据这一问题来设计的。它通过太阳能电池板吸收光能转化为电能，为测温器、紫外线检测器、LED灯、语音或显示设备提供电能。这些负载利用电池板所提供的电能，在控制器的调控下，完成各自的使命。时时为游客提供环境情况，让游客有一个轻松而愉快的旅程。 3、特点 太阳能多用帽设计理念：为自己身心健康着想。 其重量不大，便于携带，外表美观，具有一定实用性。价格是有点贵，但作为一种时尚追求并非不可能，且还可以作为礼物的馈赠品。 二、太阳能多功能帽的组成 太阳能多用帽由以下几个部分组成：太阳能薄膜电池板、太阳能控制器、小蓄电池、风扇、MP3、LED灯、智能测温器、紫外线检测器、LED数字（语音）显示屏、帽子、USB接口、电线。 1、太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能多用帽中的核心部分，也是太阳能多用帽中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅（薄膜）太阳能电池、多晶硅（薄膜）太阳能电池及非晶硅（薄膜）太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的地区，采用多晶硅（薄膜）太阳能电池为好，因为多晶硅（薄膜）太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的地区，采用单晶硅（薄膜）太阳能电池为好，因为单晶硅（薄膜）太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅（薄膜）太阳能电池在阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅（薄膜）太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。所以综合对比充分发挥其性能，保证系统的稳定性，根据不同类型帽子选择不同类型的太阳能电池板（建议用薄膜电池板）。 2、太阳能控制器 无论太阳能多用帽大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。需要的控制器不仅延长蓄电池的使用寿命，且对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。具有时控功能，并具有定时自动切控负载功能，便于时刻反应环境变化情况。而且能够控制测量数据的处理与输出。 3、蓄电池 由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。现在市面上大部分的公司采用蓄电池大多为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由于其铅酸的腐蚀性和可再生利用性均无法达到环保和节能，并且体积比较大，占地方；因此考虑到用可充电镍镉电池蓄电，利用太阳能充电，无须更换电池，宝贝科技含量高，既能免去电源充电、更换非充电电池所产生的费用，又符合环保要求，具有很强的实用性！ 4、风扇 风扇可以在炎热的天气开启，具有制冷的作用，当天气比较沉闷的时候，可以通过该装置加快空气对流，改善空气质量。 5、MP3 MP3具有音乐的功能，当户外旅行疲劳的时候可以听听音乐，放松肌肉、缓解疲劳之作用。 6、LED灯 考虑到用途，所选的LED灯应为LED贴片灯或者LED灯带（硬光灯）。可根据不同要求选择不同功率，不同电压的贴片灯或者灯带。（要求电压要低，性能稳定） 7、智能测温器 考虑到在室外测量，要求测温器要有良好的性能，能够定时测量、分析测得的数据并且把数据显示出来（通过LED显示屏或语音播放） 8、紫外线检测器 根据预先设定波段范围，进行测量，并把数据处理和表达出来。时刻把紫外线强度反应出来，让人民了解环境情况，以便于做好预防工作。 9、LED显示屏 根据不同外形的帽子，选择不同大小的LED显示屏；要求所选LED显示屏能够接收测温器和紫外线强度检测器所测得的数据并显示出来。要求其工作电压不能高于3V，功率不大于1W。考虑到显示屏不太方便看可以用语音播放设备代替，再加上一个小型收音机（带耳塞） 10、帽子 根据不同人的喜好，选择不同类型的帽子，并在所选的帽子上制作一些我们国家的传统，如在固定太阳能电池板旁边，刺上一些图案。这样可达美观和固定作用。 11、电线 用于连接太阳能电池板、蓄电池、用电器。 12、USB USB接口用于供电，如供手机、MP3、MB4、MP5等用电器充电 三、太阳能多功能帽设计 1、夜间照明与适用范围 根据不同的要求在帽子前面安装一个智能LED灯（有各种形状，根据美观而定）一般选用0.5W—1W功率，适用于野外游行，不能及时回到安全地点或需进入一些黑暗地方使用。 2、照明时间 LED灯的工作要求，我们设计时充分考虑突发情况，并保证其工作时间应能在10小时之上。在连续无阳光工作状况下我们设计工作在2天。在设计时充分考虑太阳能电池板及蓄电池的容量大小。 3、环境检测 根据要求在帽子上安装智能测温器和测紫外线仪器，要求各自体积要很小并能对所测到数据进行处理并由控制器控制输出。处理后的数据通过微型LED显示屏显示出来及由语音表达出来。 四、太阳多用帽外形设计 根据市场上现有的，按不同需求在现有的帽子加以改装，并且增添一些新颖的东西；如一些比较令人喜爱的图像或文字等。。。在固定太阳能电池板的四周用我们国家的一些传统作秀方法，在电池板四周纺上一些图案，这既可以其固定作用又达到美观。在安装蓄电池，可以在帽子上纺一个口袋；这样既可以放蓄电池也可以把控制器一起装进去。并且在口袋上绣上图案或标志。或者把LED显示屏固定在这个口袋上，或者把测温器（与检测紫外线仪器一起）固定在上面。也可以把检测系统安装在帽子的顶部。关于太阳能电池板，根据帽子不同形状具体安装。如有鸭嘴的，可以把它安装在鸭嘴上（薄膜电池）、如功率要大点，可在帽子前面的中间向两边部分各安装一个，如果是圆的，就把它安装在帽子的圆边上（薄膜电池）比如把帽子做成一个笑脸的形状。在安装USB接口时，考虑到后面有一个控制帽子口大小的夹子，把USB接口粘贴在夹子上。 五、电池板和负载设计 负载包括LED显示屏、测温器、紫外线检测器、LED照明灯。电池板为0.5W-3W的输出电压为4V以下（如60*90mm 3v 60mA _15元 、60*75mm 2.5v 40mA_10元 ） 。负载功率为：LED显示屏为0.1W、测温器及紫外线检测器为1W、LED照明灯为1W的。工作电压为3V以下。
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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
- 目的：随着生活水平的提高，人们越来越重视身心健康。为使自己身心愉悦，大部分人会选择去野外游玩。但野外有可能因温度过高，而使人中暑；或因紫外线过强，而使人引发各种疾病。所以在外游行，都希望能随时了解和观测到出行环境，以便在最佳的环境和时机旅行。 本产品“太阳能多功能帽”就是利用太阳能发电技术来实现对周围环境的温度进行适时监控。 思路：首先想到利用帽子作为载体。然后实现太阳能电池的设计安装。考虑到帽子的美观度，遂决定将LED显示屏和LED灯安装到对称角度，即帽子的正前方和帽檐处。将蓄电池放到正后方。到此大体结构完成。 创新点：实现了将环保节能和人们生活的完美结合。 技术关键：实现程序控制。
科学性、先进性
- 科学性：实现了将太阳能转化为电能。在现在的市场上已经达到这种技术，只要有点光就可行，因为所选的薄膜电池板可以利用弱光转化为电能。 先进性：实现了程序控制和自动化。温度计采用红外感应检测，控制器将达到智能化。如温度过高，将有自动报警提醒，温度超过预订温度，小型风扇将自动启动。
获奖情况及鉴定结果
- 5月27到29日在江西省赣南师范学院参加“第十二届 全国大学生课外学术知识竞赛”并参加作品展览，通过专家组的评审荣获“三等奖”。
作品所处阶段
- 产品试验应用阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 实物、照片、录像。
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
- 使用说明：暴露于光下，先打开温度测定控制开关，当达到预警温度系统会自动打开“风扇”控制的开关或人为打开控制开关； 在需要时可通过“照明”开关控制打开LED灯； 旅途中如果因为路途遥远等待时间过长造成心情烦闷可控制“MP3”开关，通过音乐来缓解心情。 太阳能多功能帽后端的USB接口可以为您的其他用电设备供电，如手机、MP系列产品。 优势：使用方便、轻巧；无污染。价格低廉。
同类课题研究水平概述
- 有相似类型，但功能不同。
