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。

(一)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

(二)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

四、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6顆1000mAh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顆。

四、日光燈為一般教室、辦公室中常見的燈具，如配合3V、95mA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。