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科展(版權所有) / 2014綠點子

第二屆校園綠點子競賽

 

作品說明書

 

用不浪費環保日光燈

摘要

能源短缺的現實使然,加上節能減碳趨勢及環保意識抬頭,替代能源的尋找愈顯殷切,在所有的替代能源中,太陽能被認為是最具潛力的新興能源技術選項,因此本團隊把太陽能能源落實於校園中。本研究計畫將針對校園教室內的日光燈系統,將太陽能板嵌入於燈罩上燈管的後方,利用太陽能板吸收光能轉換電能後,儲存於電池之中,並研究充電電池充電效率之影響,進行深入實驗研究分析,研究結果顯示,本團隊日光燈的慨念設計,可以將日光燈光線加以收集成電能,其充電效率約在95%上下,且實際預估教室燈光一天的充電量,可將1000mAh的充電電池充滿6顆。

                                                                               

                                                                                                                           

()充電電路

    太陽能板固定於燈罩上,日光燈的正後方。以一片太陽能板充電,兩片並聯、三片並聯…六片並聯,來進行實驗。

                            

 

                     充電電路                                                 佈置於燈罩上的太陽能板

()放電電路

    本實驗欲採用電池放出電流總值作為比較依據。電路中採用10歐姆電阻,連接兩台電表,以便同時觀察電流值、電壓值。且因為避免電池過度放電造成損壞,所以定放電截止電壓為0.89V

                      

                                                                                                                                                                 放電電路 

 

 

 

 

 

 

  成果說明

 

一、充電效率實驗結果                           二總充電量預估                              三依實驗結果找預估公式

 

                                                                                      

                                                                                                                                                                       y1= 0.1598X2 2.013X 0.525                                   y2=0.0589X2 +0.5067X +2.3277

                                                                X:太陽能板並聯數目    y1:預估電流量                           X :太陽能板數目  y2:每小時預估充電量

預估教室每小時充電量

 

    如敝校教室照明設備,每個燈座是由4根瓦數20W 的日光燈組成。依照預估法二的算法,一個燈座每小時總充電量為48.4mAh,而在平均充電效率為95%的情況下,大約為46mAh。在教室有20個燈座下,粗估每小時可達920mAh。且一天上課時間,開燈至少7小時下,可達6440mAh之多,相當於一天可充滿61000mAh的充電電池。

結論

一、本團隊日光燈的概念設計,可把多餘無用的日光燈光線加以收集變成電能。充電效率約在95%上下

二、在充電電路中,可使用電壓1.2V的充電電池或USB接頭作各種樣式之充電

三、實際預估教室燈光一天的充電量,可將1000mAh的充電電池充滿6

四、日光燈為一般教室、辦公室中常見的燈具,如配合3V95mA的單晶太陽能板並聯充電時,則可使用經驗公式預估充電量

五、若將此設備,置於像無塵室大型之24小時、恆溫之工廠作業場所,效率會更佳

六、利用日光燈當作光源,太陽能板的光線取得來源穩定,不受天候、季節的影響

七、太陽能發電過程中,不會發出噪音、過熱、走火及誤觸感電的情況。所以,置於教室中對學生而言,安全無虞

 

                         

 

 

                     

 

 

 

 

 

                                                                                                                                 

                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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