电源技术——便携式太阳能多功能电源箱

青青

内容摘要
随着人类社会的发展和进步，全球对环境的保护越来越重视。不管是国际上G20国峰会宣言还是国内减排目标的发布，都意味着人类开始重新定位和审视自己的生存环境，因此开发新能源和使用新能源已经成为当今全世界的一个新热点。
太阳能作为一种取之不尽用之不竭且绿色的能源，已经成为国际能源开发利用领域中的新宠。家用太阳能光伏电源系统是太阳能电池在地面应用最早的领域之一，特别是牧区牧民的家庭中得到了应用。在中国农村电力建设中发挥出重要作用，成为解决边远无电地区人民通电问题的一项主要的技术手段。
传统的家用太阳能光伏电源系统在使用过程中往往携带不便、体积较大、不方便拆卸、连接麻烦、功能单一等问题。因此，开发一种便携式、多功能的太阳能电源系统具有很重要的现实意义。不仅有助于节约能源，也有利于人们外出为各种电子产品提供电源，方便人们的生活需要和旅游出行。
本文采用一种基于传统太阳能充电电路的基础上，将5V的USB接口、12V的电源电路以及可调电路相结合，同时配上220V的逆变器和电源适配器，大大的增强了该电源系统的功能，同时，将控制器及电路系统、蓄电池、逆变器等配件组装到一个箱体之内，配上拉杆和滑轮，方便了该电源的便携和移动。
本文首先介绍了太阳能光伏发电的应用和现状，以及太阳能发电的原理和优缺点，然后结合各种影响太阳能发电的因素、电路的工作原理、现实社会的多样性需求，进一步确定了便携式太阳能移动电源箱的设计思路和方案。
文中介绍了便携式太阳能移动电源箱的内部结构、功能，电路的设计、PCB板的焊接、蓄电池的充放电及保护、太阳能组件的发电，箱体的设计和制作，并根据主电路的特点和要求，给出了具体的设计步骤和主要参数的计算。
最后，论文分析了便携式太阳能移动电源箱的效益和前景。
关键词：太阳能电池板；蓄电池充放电；多功能；移动电源；便携式
目     录
独创性声明 1
内容摘要 II
第一章  引  言 1
1.1  课题概述 1
1.1.1  课题研究背景 1
1.1.2  课题研究的目的和意义 1
1.2  小型太阳能光伏系统应用的历史和现状 2
1.2.1  太阳能电池板的发电原理及主要影响因素 2
1.2.2  太阳能直流发电及其应用 3
1.2.3  太阳能直流发电的现状和特点 4
1.2.4  便携式太阳能移动电源箱的优势和特点 4
第二章  便携式太阳能移动电源箱主要部件 5
2.1  太阳能电池组件 5
2.1.1  太阳能电池组件的选择 5
2.1.2  太阳能电池组件的连接 6
2.1.3  理想状态下的模型 6
2.1.4  单二极管模型 7
2.1.5  太阳能电池的电性能参数 8
2.2  蓄电池 10
2.2.1  蓄电池的作用 10
2.2.2  蓄电池的选择 10
2.2.3  蓄电池的特殊要求 10
2.2.4  采用免维护蓄电池的优点 11
2.2.5  影响蓄电池正常工作和使用寿命的主要因素 12
2.2.6  铅酸蓄电池的基本工作原理 13
第三章  便携式太阳能移动电源箱的设计 14
3.1  设计基本思路 14
3.2  容量设计 14
3.2.1  蓄电池的容量确定 15
3.2.2  太阳能电池组件的容量确定 16
3.2.3  逆变器容量的确定 17
3.3  系统配置及部件的设计、选用 19
3.3.1  操作面板的设计和选用 19
3.3.2  系统配线 20
3.3.3  箱体的设计 21
3.4  电路设计 21
3.5  箱体的电气元件安装 24
3.5.1  蓄电池的固定 24
3.5.2  逆变器的固定 24
3.5.3  控制器的固定 24
3.5.4  控制器电路板的导线连接 24
3.5.5  控制面板的电气元件安装 24
3.5.6  电路板的引出导线与控制板的电气元件的连接 25
3.6  便携式移动电源箱箱体组装 25
3.6.1  控制器的调试 25
3.6.2  太阳能电池板的电源引线连接 25
3.6.3  太阳能电池板的性能测试 25
3.6.4  电池板的固定与电池板铝框的固定 25
3.6.5  箱盖太阳能电池板的固定 26
3.6.6  太阳能电池板的导线连接 26
3.6.7  内部杂物的处理 26
3.6.8  下部太阳能电池板的固定 26
3.6.9  铝条的固定 27
3.7  电源箱功能调试 27
3.7.1  各个部分的作用 27
3.7.2  便携式太阳能移动电源箱的操作步骤 28
3.7.3  便携式太阳能移动电源箱的使用要求 30
第四章  便携式太阳能移动电源箱的效益和市场前景 31
4.1  太阳能电源箱特点 31
4.2  太阳能电源箱的功能及效益 31
4.3  太阳能多功能移动电源箱的市场潜力 32
参考文献 34
致   谢 35
附   录 36
参考文献
[1] 刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统.北京:化学工业出版社，2007.2.
[2] 刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统.北京:化学工业出版社，2007.24.
[3] 刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统.北京:化学工业出版社，2007.25.
[4] 罗运俊，何梓年，王长贵.太阳能利用技术.北京:化学工业出版社，2009.278.
[5] 刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统.北京:化学工业出版社，2007.115.
[6] 刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统.北京:化学工业出版社，2007.114.
[7] 刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统.北京:化学工业出版社，2007.126.
[8] GB/T19064——2003家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法
[9] IEC62164——2004，IDT独立光伏系统——设计验证
[10] 罗运俊，何梓年，王长贵.太阳能利用技术.北京:化学工业出版社，2009.263.