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太阳能汽车光伏空调系统的定向发明

本项目的背景概述

  太阳能作为地球上一种取之不尽、用之不竭而又可以无偿获得的洁净能源,如何将其尽可能多地利用起来、尽可能地拓宽其应用空间一直是人们在能源开发利用领域探索的焦点。目前,世界上不少国家不约而同地把太阳能的高效利用作为重点研究发展的能源项目,并尽可能将太阳能开发利用技术引入到各个适宜开发利用的领域,尤其是近几年来,随着环境的日趋恶化,以及温室效应对人类生存的影响的加剧,人们的环保意识日趋增强,另一方面化石能源日近枯竭的压力,石油资源为开发利用被少数几个国家操纵,价格飞涨,也从另一个角度促使人们加大对太阳能等可再生能源的研究开发力度,尽可能多的开发利用太阳能等可再生能源。这就使得在目前矿物燃料日近枯竭,价格不断上扬的今天,在占液体燃料消耗比例最大的交通工具领域,开发太阳能利用技术就显得尤其意义非凡。一些有远见的投资人、企业家已经洞察到其中商机,敏锐地感觉到可用在交通工具上的太阳能利用装置及设施的巨大市场前景!北大未名高智科技公司的罗总就是其中的一位先知者,罗总虽然既不是太阳能开发应用了,更不是搞汽车研究的,但市场经验和敏感的知觉使他感到,将太阳能光伏电池装在车顶,利用产生的电能为汽车车厢调节温度这应该是一个不错的创意,将这种空调器开发成功应该会有巨大的市场空间,经过初步的市场的调查,证明了这一创意的巨大发展空间,投资计划很快就得到了公司几位董事的一致认同。罗总通过北大其他的老师了解到位于学校科技园的格物创道发明公司是国内第一家专业创造型发明机构,在发明创造方面尤其是太阳能技术研发方面积累了丰富的经验,可以对外提供定向发明服务。双方洽谈后,很快就找到了合作的契机,并达成了合作协议:北大未名高智公司提供研发经费,委托格物创道发明公司定向发明这种汽车空调系统,并确定了预期的效果、发明周期和相关参数。

太阳能光伏空调技术解决方案的创新与优化

  双方签订正式的定向发明委托合同后,我们随之成立了一个由多名发明家和新能源工程师、造型设计师、自动化工程师以及技术顾问组成的太阳能光伏空调定向发明项目组。然后安排人员进行了走访和调查,并利用公司的车辆进行了反复对比试验,通过调查和试验我们了解到,夏季停放在太阳能下的车辆其内车厢内的最高温度可以达到近60度,其中主要热量来源于四个方面:其1是日光照射在车顶所产生的光热效应,导致车顶温度不断升高,并向车厢内辐射,其2是太阳从车窗内照射到车厢内所产生的光热效应,其3是外界高温空气的热辐射和热传导;其4是车启动和行走时发动机产生的热量向车厢内的辐射。

  根据调查和试验结果,太阳能汽车空调定向发明项目组根据首席发明家孔维铭所独创的发明技法和奥斯本头脑风暴法,我们很快就提确定了具体的技术思路:首先必须进行“釜底抽薪”,即尽可能地减少导致汽车车厢升温的热量来源和热量的产生;其次要获得系统工作所需要的重充足能量,使车辆在熄火停放时本空调系统依然能够正常工作;还要通过一套制冷装置对车厢内强制降温。另外还要考虑到附加装置的安全性和可靠性,同时还要充分考虑这套系统对车体美观程度的影响。

  确定技术思路后,就依照独创的发明技法,我们很快就研究出相应的解决方案,并确定了具体的技术细节:我们设计了一种可以由柔性太阳能电池板和一体化艺术造型支撑架组成的主光电装置架设在车顶,通过一个可锁定的双效真空

—磁吸附器锁定在车顶,可以把把照射到车顶的阳光遮挡并通过光电效应装转化为电能,在主光电装置架的下面设置了一套辅助太阳能光电板,该系统可以根据太阳相对于车的位置控制左右移动,将照射在车窗的阳光遮挡并转化为可利用的能量。

  在车上我们设置了一个新型的由新发明的高效半导体制冷泵和超导散热装置组成的制冷总成,利用太阳能光电池板所产生的电能,不断地把车内的热量抽排到车外,从而使车厢内的温度大幅度降低。最终找到并突破了与车体结合、制冷控制、系统自动切换等一个个制约瓶颈,率先创造了一套完善的太阳能汽车空气调节器(多功能)综合技术解决方案。

  我们在调查时还发现,冬夏季节人们在驾车开空调时,通常要紧闭窗子,时间稍长,车厢内的空气就会感到很沉闷,尤其是有人抽烟的车厢内空气会很脏,人在里面打不起精神,感到昏昏欲睡,究其原因主要是空气流通不够,空气中的氧气含量降低、负离子含量大幅度降低,相反尘埃、汽车内饰挥发物等有害成份却成倍增加。为此我们在该空调中还辅助设置了一个多功能空气净化清新器,利用系统转化的太阳能光能,对空气进行过滤、吸附,同时制造并释放适量的负离子,补充空气中的氧气含量。我们经过在实验室反复进行实验,效果比较理想,尽管样机还不够完善,但已经基本达到了预期的效果。

 

项目目前进展及前景展望

  目前本定向发明项目在北大高智科技公司的支持下,已经完成了整体方案的定型设计,主导实现模式、外观及结构图纸均已经绘出,技术核心部分(半导体制冷泵制冷总成、循环散热器、光控移动遮阳装置)已经进行了相关试验,其制冷功能、空气净化与清新效果均达到了设计指标。本发明在初具雏形并申报专利后,经几家媒体报道,市场反应十分强烈,目前已经有国内的汽车制造厂、大型出租汽车公司、多家车友会纷纷与我们联系,探讨合作开发、经销代理产品或洽谈团体购买事宜,我们正就该项目申报国际PCT专利,同时又组织太阳能空调发明小组积极研发可与汽车车顶完全融合为一体的新一代太阳能汽车空调系统以及适合大客户、卡车、工程车辆的系列太阳能车辆空调。

  本发明以其卓越的性能价格比和突出的使用效果,有望在五年内成为部分小型轿车、面包车的标配,并在国内外市场形成年销售额超过36亿元的是市场规模。

格物创道·太阳能汽车空调研发项目组



太阳能汽车光伏空调系统

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