作品名稱：自動(dòng)追光電動(dòng)汽車
學(xué)校名稱：山東理工大學(xué)
參賽隊(duì)伍：橘子科技
參賽學(xué)生：余金焰 李法成 華鈞偉
指導(dǎo)老師：楊坤
隨著汽車數(shù)量的增加，化石能源的消耗量在不斷增加，能源消耗和環(huán)境污染已成為國(guó)內(nèi)外的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能是一種無(wú)污染可再生的清潔能源，因此研究設(shè)計(jì)一款太陽(yáng)能電動(dòng)汽車，并盡可能地提高其太陽(yáng)能的利用率，對(duì)我國(guó)目前緊張的能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題有很重要的意義。利用太陽(yáng)能來(lái)輔助發(fā)電并直接給電動(dòng)機(jī)提供能源來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，同時(shí)考慮單位時(shí)間發(fā)電量最大、單位發(fā)電量費(fèi)用最低、汽車上表面利用率最大、經(jīng)濟(jì)效益最高這幾個(gè)因素，對(duì)太陽(yáng)能板面積的鋪設(shè)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了一種適用于多種光照環(huán)境下的太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)，使太陽(yáng)能板始終與太陽(yáng)光相垂直，實(shí)現(xiàn)能源利用率最大化。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種可適用于多種光照環(huán)境下的太陽(yáng)能板自動(dòng)追光裝置。追光方式采用視日追蹤與光電追蹤相結(jié)合的模式，利用地磁計(jì)和車載系統(tǒng)準(zhǔn)確調(diào)整太陽(yáng)能板的初始位置，再依據(jù)時(shí)間信號(hào)與光強(qiáng)信號(hào)精準(zhǔn)判斷太陽(yáng)的位置。其中光電追蹤方式的感光元件由我們自行設(shè)計(jì)，提高了追光的準(zhǔn)確性，感光效果更優(yōu)。
創(chuàng)新點(diǎn)及技術(shù)關(guān)鍵：
（1）通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能板的鋪設(shè)面積進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化求解，求出最佳的鋪設(shè)面積，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益；
（2）通過(guò)設(shè)計(jì)一種自動(dòng)追光系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車載向日葵式追光，追光后太陽(yáng)能板發(fā)電量相較于追光前提升60%左右。
主要技術(shù)指標(biāo)：
太陽(yáng)能板面積3.71m2、太陽(yáng)能利用率20%、整車年發(fā)電總量844.3kWh、追光提升效率59%。
1.太陽(yáng)能板鋪設(shè)面積最優(yōu)化
在太陽(yáng)能板面積的鋪設(shè)問(wèn)題上，本項(xiàng)目考慮單位時(shí)間發(fā)電量最大、單位發(fā)電量費(fèi)用最低、汽車上表面利用率最大、經(jīng)濟(jì)效益最高這幾個(gè)因素，利用Lingo對(duì)太陽(yáng)能板面積的鋪設(shè)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出引擎蓋和車身共鋪設(shè)3.71㎡，比一般電動(dòng)汽車綜合效益要好很多。
2.自動(dòng)追光系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種可適用于多種光照環(huán)境下的太陽(yáng)能板自動(dòng)追光裝置。追光方式采用視日追蹤與光電追蹤相結(jié)合的模式，利用地磁計(jì)和車載系統(tǒng)準(zhǔn)確調(diào)整太陽(yáng)能板的初始位置，再依據(jù)時(shí)間信號(hào)與光強(qiáng)信號(hào)精準(zhǔn)判斷太陽(yáng)的位置。其中光電追蹤方式的感光元件由我們自行設(shè)計(jì)，提高了追光的準(zhǔn)確性，感光效果更優(yōu)。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，自動(dòng)追光方式比平鋪式太陽(yáng)能利用率提升了近60%，而且本裝置能耗較低，具有節(jié)能減排的作用和很高的社會(huì)效益，其發(fā)展空間巨大。
