自动太阳能广告仪－第五届－中国宋庆龄基金会少年儿童发明奖

自动太阳能广告仪

来源：发布时间：2008-01-02 浏览次数：1327

创意奖

台湾吴胜荣

作品说明

 自动太阳能广告仪
    作品简介
    社会竞争日益激烈，企业就需要有新的方法来提高自己的知名度。现有的广告方式渐渐不能满足企业们的需要了。同时，太阳能这种取之不尽、用之不竭的清洁能源值得人们期待与开发！
    我们这个"自动太阳能广告仪"的发明，可以说是：广告与太阳能的有机结合将是广告界与科技界的新结晶吧！
    为了把太阳能的利用率提高，使它有足够的电力供应给"广告仪"。我们就在网上找了一些相关资料,得知:
                                  倾斜面上阳光入射角公式
cosθ=cosSsinФsinδ+cosScosФcosδcosω+sinSsinγcosδsinω+sinSsinФcosδcosωcosγ-sinScosγsinδcosδ
           γ-方位角                       δ-太阳赤纬角
          S-倾斜角                        θ-倾斜面上阳光入射角   
          ω-太阳时角                     Ф-倾斜面所在地理纬度
    当δ，ω确定之后，调整倾斜面的S和γ就能调整θ，θ越小，则太阳能收集器效率越高，当θ=0时，太阳射线垂直于收集器平面，这时效率最高。
    所以，为了达到最高效率，我们利用"阴影法"和"挡板法"设计了一个自动跟踪太阳位置的装置。
    "阴影法"利用上方太阳能电池板的阴影是否遮盖正下方的一小块太阳能电池，从而决定东西向跟踪电机是否转动。
    "挡板法"利用上方装置边缘安装一个内置光敏电阻的无上盖小盒，从而决定南北向跟踪电机是否转动。
    总体效果：当太阳垂直于装置时，装置就保持不动；当太阳偏转时，装置就偏转，直至太阳再次垂直于它时停止。
    据资料记载：聚焦式集热器的最高运行温度可达2000摄氏度。这是因为聚焦式集热器利用光学系统改变太阳光光束方向，使入射辐射聚焦到吸收表面上，可以提高能流密度。对于给定的总能量，表面能流密度的提高也就意味着吸收表面面积的减少，相应地减少了热损失。因此，与平板型集热器相比，容易提高集热温度。所以，我在这个装置上采用球状抛物面进行点式聚焦，在焦点装上集热器，转换出的电能就到蓄电池里衡压和储存。这样既可以提高集热器的工作效率，也可以节省材料。
    我们在有关技工的帮助下，购买了相关材料。经过几个月的实验与调试，已经基本完成了这个作品的制作工作。             
    创新点：
1、这个广告仪提供了一种节能、环保的广告方法。
2、"阴影法"和"挡板法"的综合利用，大大提高了太阳能的利用率。
3、这个广告仪与电子板广告有异曲同工之妙，但是成本比电子板的要低，它不需要发电厂来供电，有
   效缓解用电紧张和发电引起的环境污染等问题。
4、它可以节省一笔买材料的钱，从而使它的成本降低。
5、这个广告仪在一些路灯较少的路段安装，还可以当作是路灯来使用。
6、这个广告仪经过改进，可以成为未来的电池车所不可缺少的"加油站"。
7、其原理完全可以运用在航天领域的器材上，为人类开发太空资源作出贡献。

发明小故事

 我在一次旅游中，看到了一些太阳灶。这些太阳灶是多么的神奇啊！人们能利用太阳灶来进行煮食，不需要任何燃料。这一点让我十分惊讶，因此我就对于是我设想，如果把一个热能转电能的装置安装在凹面镜反射太阳光的焦点上，这不是能够最大地节省昂贵的材料吗？同时，我想把这个想法让更多的人知道，也想使作品能有一些实际的应用，让人们意识到太阳能使用的多样性和重要性。最好的方法就是把它用在广告上。
    环保，节能是现今最流行的话题之一。企业们也需要把这个理念展示给消费者，让更多的人去购买自己的产品。这样的话，我的想法不就是很适合众多的企业需要吗？
    广告与太阳能，耗能与获能，经济与环境，价值与利润……它们彼此间相互联系。于是我的脑海里就产生了把它们有机的结合起来，设计成一个高效利用太阳能的广告仪的想法。"自动太阳能广告仪"就从此慢慢浮现出来了。