基于太阳能的智能化应用——多功能骑行帽
摘要：由于太阳能具有就地取材、零排放、寿命长、可再生等优点，采用太阳能光伏发电在应对能源短缺、推进战略型新兴产业发展的重要战略地位以及解决特殊用电需求的作用，太阳能智能化应用逐渐成为当今世界最受关注的新兴产业之一。本文通过对广大骑行爱好者的调查，分析发现骑行过程需要携带各种骑行装备，户外电能供给设施匮乏，易出现骑行者沟通障碍、骑行者掉队、通信受限、出行安全没有保障等问题，设计出一款由太阳能光伏发电，集对讲机、MP3、手电筒、骨传导耳机、手机充电、安全指示灯为一体，由手机控制的太阳能智能骑行帽。
关键词：太阳能；光伏发电；智能骑行帽
1 太阳能骑行帽的产生
作为一个资深户外运动发烧友兼骑行爱好者，如何解决旅途中因通讯工具无信号、随行装备MP3、手电筒、骨传导耳机没电问题。经过跟团队成员多次探讨之后，我们提出可否设计一款多功能骑行帽，应用现在市场上比较先进的太阳能光伏发电技术来提供电能。
太阳能是可再生的新能源，将太阳能转化成电能加以利用有着广阔的前景。太能能的智能化应用——多功能骑行帽，便是在为骑行爱好者提供方便的背景需求下产生。该骑行帽是以太阳能电池、集传感器、LED灯、对讲机、骨传导耳机、MP3为基础进行巧妙结合应运而生的智能骑行设备，可为骑行者提供夜间骑行、穿越隧道的照明，亦可用于听音乐减轻疲劳，可省去安装手电筒，手拿对讲机等麻烦。同时，太阳能硅片、蓄电池、骨传导耳机（功放）、MP3为可拆卸式，LED灯为可调节式设备。设计这款太阳能骑行帽具有环保节能、智能方便、轻盈小巧等优点。
2 太阳能骑行帽的原理
太阳能多功能骑行帽是利用太阳能光伏发电技术供蓄电，集骨传导蓝牙耳机、麦克风、LED前照灯、LED指示灯、传感器为一体的智能头盔，利用手机作为中枢控制，可以有效地减轻骑行者的负重问题，为骑行爱好者提供了更为安全、方便的骑行体验。
太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电系统由太阳能电池板，控制器和逆变器三大部分组成，主要由电子元件组成，不涉及机械部件，所以光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长，安装维护简便，理论上讲光伏发电可用在任何需要电源的场合。从航天飞行器到家庭电源，从大到兆瓦级电站到太阳能充电设备。
3 太阳能电池的应用
根据最新调查报告显示，近些年光伏组件的生产情况发生了重大变化，我国基本成为世界太阳能电池及其组件的制造核心。国内光伏发电已经广泛应用在一些户外基础设施、航天器续航用电、偏远地区发电并网等领域。例如：路灯已经大规模采用太阳能光伏发电来提供照明时所需要的电能，交通信号灯的光伏发电供电系统、新型太阳能光伏发电供电温棚植被系统、供电供暖系统等都有效的利用太阳能光伏发电技术。
在现在的太阳能电池产品中，以硅半导体材料为主，即单晶硅与多晶硅电池板。由于它们原材料的广泛性，较高的转换效率和可靠性，被市场广泛接受。其中多晶硅太阳能电池性价比最高，是结晶类太阳能电池的主流产品。因此，我们设计的智能骑行帽主要应用多晶硅太能能电池。
4 太阳能骑行帽的组成
在骑行头盔的上表面覆盖太阳能柔性折叠电池板来获取太阳能，进一步转换为电能。将得到的电能储存在蓄电池中，一部分供白天骑行使用，一部分供夜间照明。同时在蓄电池上
安装USB充电口，方便在阴雨天没电时及时通过USB接口充电，从而解决骑行过程中的供电问题。
功能方面通过手机蓝牙直接与帽子上的骨传导蓝牙连接，给骑友们提供快速高效的接打电话功能，同时也可以通过手机对讲APP，借助骨传导蓝牙耳机获得對方的具体位置，这样可以更方便地解决骑友之间的联系问题。通过蓝牙可以随时随地收听手机上的歌曲和FM电台，替代骑友们之间联系需要对讲机，接打电话需要拿出手机的问题。安装骨传导蓝牙外放耳机，通过头骨传递和感知声音，使得来电接通、播放音乐时，无需停下脚步就可以安全有效地完成。
在帽子的边缘安装LED可调式设备示宽灯，可以有效地避免夜间骑行中遇到照明不良路段其他车辆注意不到骑行者的问题，使得骑行者更加安全。同时我们在帽子前面安装LED可调式照明灯来在道路照明不良的地方提供照明，利用可控遥控开关控制照明灯的开关和音乐播放器的开关，更好地保证夜间骑行安全。具体设计图如下：
5 结语
实施节能减排，倡导低碳生活是我国为应对气候变化，保护生态环境，实现可持续发展而制定的一项发展战略，我们的多功能骑行帽利用太阳能光伏发电技术，为广大骑行爱好者提供智能、方便的骑行体验，更好的呼应了国家实施节能减排、倡导清洁能源的号召。太阳能骑行帽在构造方面体现出了集绿色、安全、便利于一体的新时代产品的特性，所以具有很好的市场发展前景。
参考文献：
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