便携式太阳能设备

张和坤

上海交通大学机械与动力工程学院

本科生

1　便携式太阳能设备

随着科技的进步，人们对太阳能的利用比以前有了很大的提高。在未来，太阳能很有可能成为一种主流能源。提出便携式太阳能设备的构想，主要有以下三点依据：

（1）随着人们对太阳能使用的增加，现有的太阳能设备不能完全满足人们需求。

（2）人类便携式工作设备如手机、智能手表等设备的普及，也会刺激人们对便携式太阳能设备的需求。

（3）太阳能相比于常规能源，更加清洁高效。

基于以上三点，便携式太阳能设备将会得到普及。

1.1　工作原理

当下我们使用的手机、平板电脑以及各种可穿戴设备如手表、智能手环等，均存在着续航时间方面的问题。而便携式太阳能设备可以在一定程度上解决这个问题。上述设备均能够实现双能源供电，即由蓄电池提供的电能和便携式太阳能设备提供电能。对于那些耗电量不高的设备，甚至能实现纯太阳能供电。当太阳能产生的电量有剩余时，还可以将多余的电能储存到蓄电池中，以备太阳能不足时使用。

图1　工作原理

如图1所示，便携式太阳能设备可以一定程度上增加用电器的续航时间。

除了对移动设备进行供电外，便携式太阳能设备还可作为一种供电方案来解决一些用电问题。

图2　便携式太阳能供电系统

1.2　设备性能及应用

（1）光伏组件由很多小的单元构成，可根据所需功率自行组合。

（2）移动设备适配方案，可输出适配于大多数移动设备的5.0 V，1.0 A的电流。

（3）便携式太阳能供电系统出了提供直流动力外，还可通过逆变器提供220 VAC， 50 Hz的正弦波电力。

2　应用领域与前景

便携式太阳能设备，可以向人们日常使用的手机、智能手表等供电。便携式太阳能供电系统，除了直流输出外，可以用在无电山村、边防海岛、野外作业等地。

当前，太阳能电池的研发如日中天，经过几十年的发展之后，其能源转化效率一定会大大提高，从而满足高性能便携式太阳能设备的要求。此外，太阳能的来源可以说是取之不尽用之不竭的，地面每年接收到的太阳能数量级巨大，这足够人类将其作为一种主流能源来使用。因此，在我们有生之年，或许就能看到太阳能设备的普及使用。