晁越超 王培斌 孫 濤 沈陽工程學(xué)院

1 研究背景

窗簾作為建筑中不可或缺的一種家居用品，傳統(tǒng)的窗簾具有遮光、保護個人隱私及裝飾房間作用，一般為側(cè)拉式或百葉窗式。隨著太陽能電池行業(yè)的不斷發(fā)展，內(nèi)業(yè)競爭也在不斷加劇，大型太陽能電池企業(yè)間并購整合與資本運作日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)品購買者的深入研究。太陽能光伏電池板的小型化及成本的降低，可以將光伏電池應(yīng)用在窗簾上，制造出基于光生伏特效應(yīng)發(fā)電的節(jié)能自控窗簾。

2 新型窗簾結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 基于光生伏特效應(yīng)發(fā)電的節(jié)能自控窗簾結(jié)構(gòu)

基于光生伏特效應(yīng)發(fā)電的節(jié)能自控窗簾裝置系統(tǒng),裝置主要由太陽能電池板、電動窗簾軌道、可調(diào)節(jié)電阻、光敏電阻、簾布、LED燈和氫鎳電池等組成。相對于普通的窗簾，基于光生伏特效應(yīng)發(fā)電的節(jié)能自控窗簾結(jié)構(gòu)和電動窗簾相似。不同點是電動窗簾由遙控器控制開合，基于光生伏特效應(yīng)發(fā)電的節(jié)能自控窗簾是根據(jù)光的強弱程度自動選擇是否開合窗簾，不需要人工手動操作控制，且窗簾上還安裝有太陽能光伏電池，可以將照在窗簾上的光轉(zhuǎn)化為電能儲存起來。

自控窗簾在隨陽光強弱程度自動調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)之上，加入了電信號傳遞的手動開關(guān)及遙控器等設(shè)備。和普通的布料或者其它合成材料窗簾的材質(zhì)不同；在自動窗簾軌道上安裝了LED燈，白天在室內(nèi)昏暗的情況下LED燈自動亮起，夜晚LED燈可開啟或手動關(guān)閉。在方便人們生活的同時又減少了用電的負(fù)荷，符合國家綠色環(huán)保生活的理念。

2.2 自控窗簾工作原理

當(dāng)陽光的照度達到設(shè)置值時，光敏電阻阻值上升使運放IC的反相端電位降低，其輸出激發(fā)VT導(dǎo)通，VT的激勵電流使繼電器工作，常開觸點斷開，常閉觸點閉合，實現(xiàn)對外電路的控制。然后啟動自動控制器，在不同的光照強度下改變窗簾的拉伸狀態(tài)。當(dāng)光線照射在太陽能電池板上并且光在界面層被接納，太陽能電池板利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過導(dǎo)線將電流導(dǎo)向隱藏在窗簾軌道內(nèi)的氫鎳電池中。

3 實驗裝置相關(guān)設(shè)備選擇

太陽能電池板采用非晶硅太陽電板，此太陽能電池可以節(jié)省大量的硅材料，同時，非晶硅具有較高的光吸收系數(shù)，特別是在0.3μm～0.75μm的可見光波段，它比單晶硅對太陽輻射的吸收效率要高40 倍左右，用很薄的非晶硅膜就能吸收90%有用的太陽光能。其生產(chǎn)材料是生產(chǎn)高純多晶硅過程中使用的硅烷，這種氣體，化學(xué)工業(yè)可大量供應(yīng)，且價格十分便宜。

電動窗簾軌道選擇開合簾電機，開合簾電機分為直流與交流兩種類型，分別用于對開與單開布藝窗簾，根據(jù)自身需要，自發(fā)電節(jié)能自控窗簾選擇開合簾電機，開合簾電機功能較多，使用方便，可適用于直線及弧型布藝開合簾，最長導(dǎo)軌12米，超靜音設(shè)計，具有手拉啟動、停電手拉、緩起緩?fù)?、中間停位功能，內(nèi)置無線接收裝置，可實現(xiàn)多種控制模式。

儲存電能的電池采用氫鎳電池電池。選用鎳氫可充電電池進行能量收集，氫鎳電池具有高電荷密度，不需要典型的充電控制器和電壓校正器來組成電路，比鋰離子電池更加適合作為儲能元件。這樣的電池充電電路設(shè)計簡單，并能達到要求的效果，省去了電能在收集過程中的損耗。

4 結(jié)語

自發(fā)電節(jié)能自控窗簾的制造屬于家居自動化，使用智能制造技術(shù)，這種技術(shù)已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀趨勢，世界上主要工業(yè)發(fā)達國家正在大力推廣和應(yīng)用。通過物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的結(jié)合為用戶提供安全、舒適、節(jié)能以及多姿多彩的家居生活體驗，以時尚、方便的智能產(chǎn)品改變?nèi)藗兊纳罘绞?。太陽能作為智能家居的能量供?yīng)，并且將剩余的能量儲存并完全利用，且該裝置在能量的轉(zhuǎn)換、采集、儲存過程中不會產(chǎn)生任何的污染，符合節(jié)能減排的社會發(fā)展趨勢，為環(huán)境治理和低碳排放做出了一定貢獻。