当前世界环境

介绍

在这个快速发展和不断发展的社会中，交通运输部门日益取得重大进展。因此，需要开发更清洁、更快的高效车辆。由于内燃机造成污染，对自然造成严重威胁，现在更多的研究集中在可再生能源上，如太阳能、风能和生物燃料等，这些能源可以不断和可持续地补充。电动汽车或太阳能汽车正在成为一种流行的交通选择，因为这些类型的汽车对环境无害，环保，更清洁，比汽油动力汽车需要更少的维护。^{1 - 2}在过去十年中，我们已经取得了重大成就，逐步转向更智能、更环保的方式，以减少我们对传统燃料的依赖。这种做法之所以有效，部分原因在于油价上涨，以及司机的态度和观点逐渐转变。^3.虽然这种车辆的行驶里程预计非常有限(40至50公里)，但能够驾驶三轮车上班，白天用太阳能给电池充电，晚上开车回家，储存足够的能量，第二天开始工作的可能性，提供了一个非常有吸引力的动机选择。可再生能源领域的研究和发展正在迅速发展，这得益于人们对可持续性、环境和传统能源局限性的认识日益提高。有趣的是，石油和天然气公司正在意识到可再生能源的潜力，并一直支持旨在开发该领域技术和专业知识的活动和竞赛。⁴除了不断上涨的燃料价格外，传统汽车还受到外部性成本的影响，例如有毒排放物对环境和健康造成的损害。这些外部性在太阳能三周期中完全不存在，使其更受消费者的欢迎。

政府在燃料驱动三轮车上的投资节省下来的资金可以直接用于补贴制造业和鼓励公众购买太阳能三轮车。这将进一步降低太阳三周期的价格，从而使它在一般质量范围内。随着环境污染成为当今人们关注的主要原因，使用太阳能驱动的清洁三轮车对公众和世界上污染严重的城市的环境都有很大的好处。它将减少污染和相关的危及生命的污染。⁵

几年前三轮车基本上只供残疾人使用。但是在今天的生活中，三轮车在印度、中国、马来西亚、越南和韩国等国家被广泛用作公共交通工具。它也被称为“TOTO”。这些三轮车也可以用来创业，摆摊之类的。这种交通方式为这些人提供了最广泛和最便宜的来源。

这篇论文是关于制造一辆小型的电动三轮车，它是由太阳能驱动的。太阳能汽车填补了城市通勤汽车市场的一个完美的利基市场，在这个市场，行驶里程很短，对无污染汽车的需求最大。另一方面，当传统能源即化石燃料濒临枯竭时，对非传统动力汽车的需求很高。在所有的非传统动力汽车中，太阳能汽车因其成本效益高而越来越受欢迎。这篇论文取得了很大的成功，在现代太阳能汽车工业中发挥了重要作用。

试验大纲

有一些设计和模拟太阳三周期的一般原则。⁶在选择或设计太阳能三循环组件时使用的主要参数是电机功率、电池容量和面板尺寸。考虑到这一点，对现有产品进行了调查，以设计三循环。⁷

建议的系统架构

完整的太阳能三周期电驱动系统的详细系统架构如图1的框图所示。安装在三轮车车顶上的太阳能电池板将从太阳收集能量，并将其转化为可用的电能，这些电能将通过充电控制器存储在铅酸电池中。充电控制器通过防止电池的过充过放，保证电池的健康寿命。当由于云、雾或雨而没有足够的阳光时，太阳能三轮车也将提供插入式充电。这种为传统电源充电的外部插头的配置也将允许三轮车通过安装额外的电池和从供电线路充电来增加其行驶更远距离的能力。电压控制器将在其输出处保持恒定电压，这是电机所需要的，无论面板或电池电压水平如何。

图1:太阳能三周期系统框图 点击此处查看图

不同机组设计光伏供电三循环

用于设计典型的光伏供电三循环的材料有:

1. 太阳能电池板,
2. 直流电机,
3. 3.双极双脱扣开关，
4. 4.电池,
5. 5.充电电路。

为了估计驱动三循环所需的功率，可以使用(1)计算为:

P= F xv ...............

在哪里v为三轮车的速度，为克服路面与轮胎之间的摩擦力所需的力，可计算为:

F = mxgxC_rr...............₂

其中，m是汽车的质量，g是重力加速度，C_rr是汽车轮胎的滚动阻力系数。不同的轮胎有不同的C_rr根据轮胎的类型，负载，道路类型，压力等。用于太阳能汽车的轮胎是典型的自行车轮胎，在沥青/混凝土道路上的滚动阻力为0.0055。

表1:用于设计光伏供电三循环的参数值

太阳能充电电路

这里是一个太阳能充电器电路，用于充电的铅酸或镍镉电池利用太阳能的力量是显示。该电路收集太阳能，为各种应用的6伏4.5 Ah可充电电池充电。该充电器具有电压、电流调节和过电压切断功能。该电路使用一个24伏太阳能电池板和一个可变电压调节器IC lm317。充电电流通过D1到稳压IC lm317。通过调节其调节引脚，可以调节输出电压和电流。太阳能充电器电路原理图如下图2所示。

图2:光伏三循环充电电路 点击此处查看图

可变电阻(VR)放置在调整引脚和地之间，为电池提供9伏的输出电压。电阻R_3.限制充电电流，D2二极管防止电池放电。⁸晶体管T₁齐纳二极管ZD在电池充满时作为切断开关。正常情况下T1关闭，电池获得充电电流。当电池端电压高于6.8伏时，齐纳导通并提供基极电流给T₁。然后接通，使LM317的输出接地，停止充电。LM317数据表规定，它是一个可调的三端正电压调节器，能够在1.25 V至37 V的输出电压范围内提供超过1.5 A的电源。它非常容易使用，只需要两个外部电阻来设置输出电压。此外，线路和负载调节都优于标准的固定调节器。

DPDT开关

DPDT代表双极双掷继电器。它们通常用于连接工作在低电压下的电子电路和工作在高电压下的电路。有两个部分:输入和输出。输入部分由带有两个引脚的线圈组成，两个引脚分别连接到地和输入信号。输出部分由机械连接或断开的接触器组成。输出部分由六个两组接触器组成。每组有三个转换触点，即常开(NO)、常闭(NC)和共(COM)。当没有电源时，COM连接到NC。当施加工作电压时，继电器线圈通电，COM改变触点为NO(如图3所示)。

图3:DPDT开关原理图 点击此处查看图

DPDT开关可用于为一个或另一个设备/器具供电。DPDT开关也可以用来改变连接在输出端的设备的两端的极性。在这里，为了在顺时针和逆时针方向上驱动直流电机，可以进行以下连接。引脚2和7可以提供V_cc(电机为9V)和接地。第一个电机端子可以连接到引脚3和4，而另一个端子可以连接到引脚5和6。在没有输入信号的情况下，电机将在一个方向上旋转(顺时针，取决于其端子的连接)。当提供输入信号时，接触器改变其位置，导致电机逆时针旋转。

图4:PV供电的三循环 点击此处查看图

讨论

自从很久以前，人们就开始意识到使用太阳能来替代化石燃料等传统能源。这方面的工作以前已经做了很多，到现在还在进行越来越多的工作。例如，i)太阳能驱动汽车的想法最初是在20世纪70年代末提出的。^3.为了推动太阳能汽车技术对制造商来说更加可行，太阳能汽车比赛于1985年首次在瑞士举行，称为环法自行车赛。第一代汽车的平均速度约为60公里每小时，而现在的几代汽车可以达到高达100公里每小时的速度。^3.iii) BRAC大学的Sanjana Ahmed、Ahmed HosneZenan和Mosaddequr Rahman提出的“两座太阳能汽车原型”项目。这是一辆每天平均行驶20公里的轻型汽车。⁵iv)“Gato Del Sol”来自列克星敦肯塔基大学的Raghu Mangu, Krishna Prayaga, Bhavananda nadimmpally和Sam Nicaise的项目。经过10年的学习、工程和坚持，肯塔基大学太阳能汽车团队登上了全国舞台。在2009年在德克萨斯州Cresson举行的太阳方程式大奖赛上获得第二名后，动力促使车队在2010年建造了Gato Del Sol III，这是他们迄今为止最高效的太阳能汽车。^3.v)卡塔尔大学的学生参加了2011年5月在德国举行的最新一期壳牌生态马拉松太阳能汽车类比赛。在这第一次参加，目的是设计第一原型的节能太阳能和GTL汽车，作为一个起点，定期参加未来的比赛。本文讨论了第一辆太阳能汽车原型的所有设计步骤、部件选择、测量、计算和制造过程。

因此，关于太阳能驱动汽车的论文并不是一项新发明。但考虑到成本和简单性，这将是一种更多的选择。很容易理解，控制三轮车的方向比控制四轮汽车容易得多。此外，更少的车轮数量意味着更少的阻力，更少的起动摩擦和更多的速度，无论在必要的地方。由于车轮数量较少，控制机构简单，成本也较低。因此，对于短途旅行来说，太阳能汽车可能是一个很好的选择，而不是内燃机汽车。这个项目有很大的机会被认为是商业上可以接受的，这种三轮车是为了服务于普通人的日常需要和目的而建造的。具体来说，在太阳能三轮车的情况下，零件的设计，组装和实施，维护非常容易和经济高效。

结论

设计并制造了一种以光伏为动力的三轮车。三循环的初步设计涉及所需面板尺寸，电池容量和电机功率的估计已经进行。预计夏季和春季办公通勤的能源需求仅由太阳能满足，而冬季和雨季则可通过干线电力补充来完成总能源需求。随着印度目前的通货膨胀率和全球燃料价格的空前增长，清洁太阳能汽车将有利于环境和公众，否则他们将面临许多健康危害，因为燃料动力汽车释放的有毒废气，从而威胁到环境。太阳能三循环有望减少空气污染，改善公众健康，并有可能减少对化石燃料的依赖。虽然这个太阳能三周期装置很小，但是，如果它适用于较小的太阳能电池，那么这个原理可以用于较大的太阳能电池。

参考文献

1. m . m . m .瓦勒，n .艾哈迈德。巴基斯坦太阳能利用现状与展望。可再生和可持续能源评论第501-514页。(2003年12月)。
   CrossRef
2. 法鲁克，阿迪勒·萨尔曼，索哈布·艾哈迈德·西迪基，m·易卜拉欣·哈利勒和瓦西姆·穆克塔尔。为发展中国家设计经济的太阳能汽车(巴基斯坦)。全球人道主义技术会议，IEEE。(2014)。
   CrossRef
3. Mangu, K.Prayaga, B.Nadimpally和S.Nicaise，高效太阳能汽车的设计，开发和优化:gato Del sol I-IV。绿色技术会议，IEEE。pp.1-6。(2010)。
4. 纳赛尔·阿尔努努、萨默尔·萨义德、萨米·沙尔曼、艾哈迈德·易卜拉欣、艾哈迈德·阿卜杜勒·阿齐兹、穆罕默德·赫拉比、法里德·图阿蒂、沙特·加尼、萨迪格·马赫迪和莫希丁·贝纳马尔。为壳牌生态马拉松比赛设计卡塔尔大学第一辆太阳能汽车。可再生能源与汽车技术国际会议，IEEE。(2012)。
5. Sanjana Ahmed, Ahmed Hosne Zenan, Mosaddequr Rahman。双座轻型太阳能清洁汽车:初步设计与经济分析。第三届可再生能源技术发展国际会议。(2014)。
   CrossRef
6. 卡罗尔和R.道格拉斯，《获奖太阳能汽车:太阳能汽车团队设计指南》，SAE国际(ISBN, 0768011310)。(2003)。
7. 大卫·梅纳斯，迈克尔·格罗博勒，彼得·扬斯·范·伦斯堡。太阳能汽车的大功率电气系统设计与制造[j]。AfriconIEEE会议， 2013年9月，第1-5页。(2013)。
8. Karden E.， Ploumen S.， Fricke B.， Miller T.， Snyder K;未来混合动力电动汽车的储能装置，《电源杂志》，第168页(2-11)，(2007)。