外出度假太阳能遮阳伞设计毕业论文设计.docx

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毕业设计（论文）

题   目  外出度假太阳能遮阳伞设计

院    系

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专业班级

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学生姓名

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指导教师

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二***年*月

外出度假太阳能遮阳伞设计 

摘要

当前能源紧张、环境污染形势严峻，寻找替代能源是非常必要而且具有现实意义。

太阳能是一种可持续利用的清洁能源，是一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。

而太阳能光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。

LED（ 发光二极管） 是一种能够将电能转化为可见光的半导体发光器件，是一种高效节能的电光源，它的发光效率高。

节能寿命比较长，该灯利用利用太阳能电池将太阳发出的光能转换成电能, 通过LED 供电电路传输到LED灯，让其稳定，最大效率的发光。

发光效率20lm/W 以上的白光LED的出现, 成为新世纪引人注目的节能照明光源。

因此, 白光LED被普遍认为是在未来成为替代传统照明器具的一大潜力商品, 成为国际公认的下一代照明光源。

该设计以太阳能电池板作为“伞布”，采用太阳能电池板发电，在烈日下边遮阳边蓄电，在夜晚可以照明。

该设计并把蓄电池、控制器等安装在底座内，美观的同时可起到固定遮阳伞的作用。

把蓄电池和遮阳伞骨架设计成可分离，这样在阳光不充足时，可以通过USB或普通插口对其进行充电。

把伞的结构分成三段，以方便放入私家车后备箱。

本文在外出度假遮阳伞的设计上，融入太阳能和LED灯的结合，体现了绿色节能的原则。

关键词：

太阳能；LED；遮阳伞

SOLARUMBRELLADESIGNAWAYONHOLIDAY

Abstract

Thecurrentenergyandenvironmentpollutionsituationareterrible.Solookingforalternativesourcesofenergyisverynecessaryandrealistic.Solarenergyisakindofsustainableutilizationofcleanenergy,isanewtypeofgreenrenewableenergy,haslargereserves,theuseofeconomy,cleanenvironmentalprotection,etc.Andtheapplicationofsolarphotovoltaicpowergenerationtechnologyisthefocusofattentionofthecommonpeople.TheLED（lightemittingdiode）isakindofconvertingelectricpowerintothevisiblelightsemiconductoremittingcomponents,isakindofhighenergyefficiencyofelectriclightsource,itshighluminousefficiency.Energysavinglifeislonger,thislampusethebatterywillusethesolarenergyfromthesunlightconversionintoelectricalenergy,throughtheLEDpowersupplycircuittransmissiontotheLEDlamp,letitsstability,themaximumefficiencytoshine.Theluminousefficiency20lm/WabovetheemergenceofthewhiteLED,becomethenewcenturystrikingenergysavinglightingsource.Therefore,awhiteLEDwidelyconsideredtobeinthefuturetoreplacethetraditionallightingappliancealargepotentialgoods,beinternationallyrecognizedthenextgenerationoflightingsource.

Thisdesignusessolarpanelsas"umbrella";theclothsolarpanelspowergeneration,inthescorchingsunshadingtheedge,innightelectricitystoragecanbelighting.Thedesigninstallsthebatteryandthecontrollerinthebasewhichlooksbeautifulandcanfixthesunshade.Thebatteryandumbrellaskeletondesignedtoseparation.Sowhenthesunisnotplentiful,itcanchargethroughtheUSBorcommonsocket.Anumbrellaofstructureisdividedintothreesections,withconvenient-ioninprivatecarstrunk. Inthispaper,thedesignoftheumbrellaawayonholidayblendsinsolarandLEDlampunion,reflectedthegreenenergysavingprinciple.

Keywords:

Solar; LED; Sunshade

目    录

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 太阳能利用介绍

1.3 太阳能光伏系统介绍

1.4Pro/E软件的介绍2

1.4.1Pro/E的原理及特点

1.4.2Pro/E软件各主要模块介绍

1.4.3Pro/E建模一般过程

1.4.4Pro/E中装配的基本方法

1.5 本文主要研究内容

2 总体方案设计

2.1 整体结构方案

2.2 太阳能光伏系统设计方案

3 材料的选择

3.1 引言

3.2 问题的提出

3.3 金属材料的选择原则

3.4 铝合金的优良特性

3.5 铝合金系列及其用途

3.62024铝合金

3.6.1 化学成分

3.6.2 物理性能

4 光源的选择

5 电池组件和蓄电池选型

5.1 太阳能电池组件选型

5.2 蓄电池选型

6 控制器

6.1 引言

6.2最大功率点跟踪的原理和实现方法

6.2.1 最大功率点跟踪的原理

6.2.2 最大功率点跟踪的控制方法

6.3 实现最大功率点跟踪的具体电路

6.4  BiBoost-Buck 在系统中的应用

7 太阳能遮阳伞的结构设计

7.1 太阳能遮阳伞各零件的设计

7.2 太阳能遮阳伞的装配过程7

7.3 结构设计说明30

结 论2

参考文献3

致谢4

1绪论

1.1课题背景

有关预测显示，如果不采取措施，50年后，大气中二氧化碳的含量将是现状的3.5倍。

如果积极采取各种清洁能源替代技术，在25年内就能看到明显的效果，50年内可将二氧化碳含量降到目前的水平。

而太阳能是一种清洁的再生自然资源。

应用太阳能，既不会出现大气污染，也不必担心生态平衡被破坏，可持续时间长，而且所有太阳光所及的地方都有被利用的太阳能。

所以，在目前世界性能源短缺和对环境保护要求日益严格的情况下，太阳能的利用具有特别重要的意义。

自上世纪60年代以来，世界各国都对太阳能应用给予高度重视。

二十世纪80年代开始，各发达国家太阳能利用方面发展得都很快。

预计到2050年，美国、日本等发达国家中，太阳能将占能源结构的60%以上。

专家们预言，太阳能在二十一世纪将成为人类主要的能源之一[1]。

进入20世纪90年代，随着氮化物LED的发明，LED的发光效率有了质的飞跃，而组成白光的重要原色蓝光，也在1992年由日本著名LED 企业日亚化学的中村修二发明。

这样整个可见光领域的单色LED已经完整，能够满足各种单色发光的应用场所。

作为光源，LED 优势体现在3个方面：

节能、环保和长寿命。

LED不依靠灯丝发热来发光，能量转化效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比荧光灯，LED也可以达到50%的节能效果[2]。

1.2太阳能利用介绍

太阳能的应用途径有光热转换、光电转换和光化学转换。

光热转换是将太阳辐射到地球的光能转换为其他物质的内能的过程。

由于光热转换成本低、技术上容易实现，适用面广，所以现在世界上许多国家都把它放在太阳能利用的首位。

太阳光发电是通过太阳电池直接将太阳光的光能转换为电能，即光伏效应。

太阳电池就是依据光伏效应而设计的, 太阳电池用半导体材料制成，一般为p—n 结, 靠p—n 结的光伏效应产生电动势，其种类现已有多款类型。

按材料分类有硅、化合物半导体、有机半导体等；按材料结晶形态有单晶、多晶和非晶态。

单晶硅太阳电池转换效率高, 通过使用增透技术和低辐射技术, 在正常阳光下光电效率可达22.8%，在聚光情况下可达28.2%。

单片单晶硅太阳电池在强太阳光照射时，可产生0.6V左右的电动势，5cm2 的太阳电池可获得0.1A的电流。

一般太阳光照射时，每5cm2 的太阳电池可获得几十毫安的电流。

单晶硅太阳电池唯一的缺点是造价较高。

利用大面积非晶态硅薄膜半导体制造的太阳电池也很有发展前途。

它制造简单、耗能低、使用材料少，是一种成本低但性能良好的太阳能电池。

太阳能化学生物利用是一种对太阳能的间接利用。

前者如制氢，据科学家认为，在21世纪后期氢可能成为重要能源之一，而任何一种太阳能制氢方法的突破，都可能改变世界的能源结构。

后者如提高作物光合作用的潜力, 在这方面如能取得进展, 即提高叶片的光合效率, 也能提高能量转换效率，使获高产，从而成为农业生产一次新的革命[3]。

1.3太阳能光伏系统介绍

进入20世纪90年代,随着氮化物LED的发明,LED的发光效率有了质的飞跃,而组成白光的重要原色蓝光，也在1992年由日本著名LED企业日亚化学的中村修二发明。

这样整个可见光领域的单色LED已经完整，能够满足各种单色发光的应用场所。

作为光源，LED优势体现在3个方面：

节能、环保和长寿命。

LED不依靠灯丝发热来发光，能量转化效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比荧光灯，LED也可以达到50%的节能效果[4]。

LED光伏系统主要由太阳能电池，控制器，铅酸蓄电池和LED灯组成。

光伏电池产生的是直流电，LED灯是直流驱动，容易匹配。

白天太阳能电池将太阳能转换成电能同时对蓄电池充电，夜晚蓄电池供电给LED灯照明。

系统中成本最高的是太阳能电池,在达到同样的效果条件下，系统设计目标为采用最少的太阳能电池，即发挥太阳能电池的最大效能[5]。

太阳能与LED光源组成的照明系统框图如图1-1所示，其优点是太阳能电池板和LED光源均为固体器件，系统可靠性高；使用寿命长、节能、环保[4]。

图1-1太阳能光伏系统组成

LED