作品摘要

-主要特征

整体是柜式结构，上方是伞状结构，四面分别有放置太阳能板，角度倾斜45度。顶端4个角放有4个风力发电机，顶端中间部分是温差发电，并配有可调整角度的菲涅尔透镜以聚焦太阳光产生较高温差，温差发电下方通过导热胶紧黏散热铜板，散热铜板下方放有水循环冷却铜管，通过水管连接下方水箱。
柜式结构中部有逆变器以及输出插座，电解水装置，铅酸电池。
下方有储氢罐并连接气泵。

-主要用途：

1. 新能源转化：通过风能、太阳能和温差发电。
2. 能源的存储：将电能存储在铅酸电池中，如果电能过剩，生产电解水氢气，由温差发电产生的热量存储在储水箱中。
3. 能源的输出：氢气用于燃烧，电池通过逆变器将电压转为220伏交流电，热水可用于生活用水。

-创新点：

1. 相对以往的单纯太阳能或者是风能发电，本作品将能源的转化存储和输出放置在同一个装置内。
2. 本装置将发电过程中产生的热能，通过温差发电的形式转换成一部分电能。
3. 本装置利用过剩的电能电解水，产生氢气，并且同时将氧气释放在大气中。
   4.将电池转换成220伏交流电，可直接在社区以及公共场所使用，可以为一般生活电器供电，以及给手机充电。

作品说明

-构思形成：
在我们生活中随处可见新能源的发电装置以及相关的产品，但其主要供电给路灯、建筑、以及大型商铺。由于其成本高，真正给居民用的新能源发电装置较少。因此我想发明一个集合新能源转化、存储、输出于一体的机器以方便社区的居民使用。以达到新能源装置成本更低、使用便捷的目标。

-设计过程：

1. 调研现在有哪些较好的实验装置以及发电装置，形成思维导图以及统计表格。
2. 设计第1代外观，使用金属方框将所有结构容纳进去，并配合三脚架使用。
3. 使用激光切割固定舵机以及其他元器件，使用掌控板结合传感器来检测电流电压变化以及发电情况。
4. 试验并得到数据，总结问题。
5. 设计并制作第2代外观。
6. 第1代的问题包括结构不稳、发电量较少、电能输出无法达到220伏、温差发电片温差较小。
7. 定做铝合金材质外框，激光切割放置太阳能板的伞状结构。
8. 设计空间位置：包括电解装置，气罐，气泵，电池，继电器，菲涅尔透镜，垂直风力发电机，太阳能板，散热铜管，市电插座等结构的位置。
9. 组装拼装接线，测试电压大小。
10. 采购电池稳压器，防止电池被烧坏。
11. 设计智能程序，完成自动化检测以及自动执行任务。
12. 持续优化中。

-演示效果：

1. 开灯测试，5个6伏太阳能板串联起来，显示电压为15伏
2. 阳光测试，5个6伏太阳能板串联起来，显示电压约为30伏。
3. 温差发电测试，温差100度左右的情况下，发电电压是0.5伏。
4. 风力发电，在二级到三级风情况下，电压约为1.48伏。
5. 氢气产生速度：在12伏电压下，气温22度左右时，产生100毫升的氢气约为5分钟。
6. 电池输出电压为220伏，可以正常为手机充电，以及风扇等电器供电。

-优点：

1. 三种发电方式结合。
2. 成本较低，使用方便，可直接使用标准家用电器。
3. 体型较小，可以在社区里各个场景下使用。
4. 利用过剩的电能以及产生的热能发电，充分转化新能源，不浪费。

-还需进一步研究的问题：

1. 如何使用大功率用电器，例如为电瓶车充电等。
2. 氢气的存储和转运如何更加安全？
3. 能否接到国家电网中？为普通家庭用电也提供电能
4. 各个部件的发电效率能否最大化？
5. 优化结构和外观，更加防水防风。

制作过程记录

1.第一代设计与制作

2.电解水实验，温差发电实验

3.第一代完成

4.第二代框架定制与制作，使用菲涅尔透镜作为温差发电的热量来源。

5.固定铜板散热器以及水冷装置，焊接太阳能板。

6.组装插线板，逆变器以及组装气泵等装置。

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Member:
张瀚文ZHANG HANWEN

Advisor:
吴魁WU KUI