文　吉林市吉化第九中學　馮梓航

太陽能發(fā)電百葉窗

文吉林市吉化第九中學馮梓航

2012年11月初，晚上習慣點小夜燈睡覺的我偶爾一次找不到小夜燈了，只好拉開窗簾，臥室在柔和月光的照撫下明亮起來，心情也豁然開朗。這時我想到：如果利用日光發(fā)電作為夜晚的照明動力，不僅節(jié)約能源，還增強了窗簾的功用。

第二天，我向科技輔導老師陳希勇講述了這個想法，陳老師在肯定這個想法后又為我講解了太陽能發(fā)電的基本原理，并啟發(fā)我開動腦筋，將想法變?yōu)閷嵨铩?/p>

在實際運用中怎樣才能簡單易行呢？我想到了將太陽能與百葉窗結合。

一、基本思路

做一個附帶太陽能發(fā)電功效的百葉窗，為人們遮陽的同時高效利用太陽能發(fā)電。設計思路是把太陽能電池板相互串聯(lián)，將太陽能轉化成電能，將生成的電能貯存到蓄電池中，為與其相連的小夜燈提供能源，達到環(huán)保照明的目的。

二、制作過程

我上網(wǎng)查找了有關太陽能的資料，了解到太陽能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能量，人類所需能量的絕大部分都直接或間接來自太陽。太陽能板真名叫太陽能光伏電池，是能將光能轉換成電力的器件。

如何將太陽能電池板與蓄電池、小夜燈連接呢？在陳老師的幫助下，我初步掌握了電路的串聯(lián)與并聯(lián)及其適用性、電池板及蓄電池正負極的測量與連接的方法以及萬用表的使用方法，緊接著就開始了試驗。

1.畫設計圖

我先畫了一幅設計圖，將12個太陽能電池板與百葉窗結合，并將它們串聯(lián)起來，然后接到蓄電池的正負極上，再從蓄電池上引出導線經(jīng)開關連接小夜燈。經(jīng)測算可以得到4V～6V電壓。

第一次接線圖

2.尋找材料

材料的選購是最重要的。我在網(wǎng)上買了若干個太陽能電池板（單片0.5V-300MA/0.15W），兩個LED發(fā)光二極管（正常工作電壓3V，正常工作電流20mA），一個小開關。隨后又找來一個紙盒、一張塑料墊板和一個舊的充電手電筒，拆下里面的蓄電池，測量出充滿電時的電壓為4.5V。

3.動手制作

我先將塑料墊板裁成7根等規(guī)格的塑料條，用燒熱的鐵釘在塑料條上鉆眼，再用線將塑料條連接成百葉窗的式樣，將焊接好的太陽能電池板固定在塑料條上，把12個太陽能電池板用細導線串聯(lián)到蓄電池上，最后焊接開關和小夜燈。

第一次作品

做好后，在上午的陽光下測量太陽能電池板總電壓為4.4V。一扳開關，小夜燈亮了！中午我又進行了測量，電壓為6V，合上開關，發(fā)光二極管沒亮，卻聞到一股焦糊味。這是怎么回事？

通過查找資料才知道是電壓太高導致電流過大，將發(fā)光二極管燒壞了，怎么辦？于是我將兩個發(fā)光二極管串聯(lián)，燈又亮了！到了晚上測量蓄電池的電壓是4.4V，合上開關，發(fā)光二極管又沒亮，難道又燒壞了嗎？

我將一個發(fā)光二極管單獨與蓄電池連接，卻又能正常工作。

第二天，蓄電池電壓變成了2.8V，這又是怎么回事？毫無頭緒的我只好打電話向陳老師請教，原來蓄電池電壓降低是因為白天太陽能電池板給蓄電池充電，晚上蓄電池又向太陽能電池板反送電。我想起老師講過的二極管的作用，決定在電路中再增加一個二極管。陳老師還提醒我，如果發(fā)光二極管燒壞了，可以加一個150歐姆的限流電阻。

第二次修改圖

經(jīng)過兩天的改進工作，我發(fā)現(xiàn)百葉窗扇葉太軟，經(jīng)常彎曲，容易損壞太陽能電池板；而且太陽能電池板不能一直保持正對太陽，難以充分利用陽光。

為了解決這一問題，我不斷嘗試較厚的塑料墊片、木條等材質，最后決定選用有機玻璃板作為百葉窗的扇葉。

修改后的作品

4.測試

晚上我用萬用表測量了蓄電池電壓，結果為4.2V，打開開關后，發(fā)光二極管亮了，而且正常工作了兩小時。

三、作品創(chuàng)新點

1.利用太陽能光伏電池將光能轉換成電能，完成電能的生發(fā)、收集與貯存。

2.貯存的電能為夜間的小夜燈照明提供能量，環(huán)保、節(jié)能。

3.發(fā)電、收集與貯存方便，不影響房間的整潔衛(wèi)生，操作簡單。

四、完善項目的設想

1.電路在實驗中的百葉窗上可以正常工作，如果安放到日常所用的百葉窗上是否一樣適用？安裝在日常百葉窗上的蓄電池容量需加大，就需要更多的太陽能電池板，有可能造成蓄電池過電壓，損壞蓄電池。

為了解決這一問題，我將嘗試學習更多相關知識，設計合理的電路，以確保供給蓄電池的電壓恒定。

2.在使用過程中，百葉窗的葉片難免會磕碰到，容易使太陽能電池板破碎，怎樣避免這種情況的發(fā)生呢？

我想今后先在百葉窗上安裝與每塊太陽能板大小一致的固定用塑料卡槽，再把太陽能板安在塑料卡槽上，并將各個電線的連接點改為插孔式，方便連接和拆卸。究人員希望尋找一種替代原料。

米糠將成為下一代電池主要原料

硅陽極也許是一個不錯的替代品，如果能找到廉價且高質量的硅來源就更不錯了，而米糠恰巧符合一切需要。韓國一組研究者已經(jīng)證明了這個理念的可行性：他們將

我們都知道，當手機

不幸落水之后，一碗大米能增加手機被救回來的幾率，不過，大米的能耐絕非僅此。其實，米糠還可以成為電池的一種重要原料。

在任何一個數(shù)碼產(chǎn)品的鋰電池中，石墨陽極都不可或缺。但是，每天成千上萬的數(shù)碼產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，而汽車也在向電池驅動的方向發(fā)展，終有一天，石墨可能無法應對這一切。為了解決這種情況，研米糠加熱，用酸處理，之后將得到的硅用在鋰電池里。實驗證明，米糠做成的硅不僅成本更低，效率也比其他的硅合金更高。

另外，米糠來源也不成問題：每年，世界各地的農(nóng)民們都會收獲數(shù)百萬噸大米。除了被用來燒火、制作磚塊之外，米糠的利用率并不高。不過，目前的研究仍處于初級階段，米糠電池的其他特性仍有待發(fā)現(xiàn)。