Güneş Enerjisi Elektrikli Tekerlekli sandalyelerin Pil Hayatını Nasıl uzatabilir

Elektrikli Hareketlilikteki Battery Challenge

Elektrikli tekerlekli sandalyeler, potansiyel bozulmalarla milyonlarca insan için büyük ölçüde gelişmiş bir hareketlilik ve bağımsızlık sağladılar. Ancak kullanıcılar tarafından bildirilen tek en kalıcı sınırlama batarya aralığı kaygıdır. Tipik bir elektrik tekerlekli sandalyesi, batarya kapasitesinin tam olarak 12 ila 25 mil içinde seyahat edebilir.

Batarya bozulması sorunu zamanla azaltır. Lityum-iyon hücreleri her şarj döngüsü ile kapasite kaybeder ve liderlik-acid aküler tam şarjda kalamazsa, kullanıcıların sık sık sık kendilerini parka veya genişletilmiş bir ziyarete zorlayacakları programları şarj etmek için bağlanırlar: Birçok kişi için yeterince bataryam var, bu belirsizlikler, çok bağımsızlığı sağlamak anlamına gelir.

Battery Chemistry ve Real-World Range

Modern elektrikli tekerlekli sandalyeler, yüksek enerji yoğunlukları ve hafif ağırlıkları nedeniyle oldukça yüksek enerji yoğunlukları ile daha hafif bir şekilde kullanıyor. Tipik olarak 50 saat süren bir lityum paket, yüksek enerji yoğunluğu ve daha hafif ağırlıkları ile karşılaştırıldığında, güneş enerjisinin yaklaşık 15-20 mile kadar taşınmasına yardımcı olabilir.

Kurşunlu bataryalar, hala bütçe dostu tekerlekli sandalyelerde yaygındır, hatta diker sınırlamaları ile karşı karşıyadır. Daha ağır, şarj edilir ve neredeyse deşarj edilmiş olsa bellek etkisinden muzdariptir. 70-amp-saat liderlik-acid bataryası sadece 10-12 mil gerçek dünya aralığı sağlayabilir ve onun ömrü genellikle 300-500 döngüdür.

Solar Power, Supplemental Energy Source

Güneş enerjisi, elektrikli tekerlekli sandalyelerin batarya ömrünü uzatmanın pratik ve daha uygun bir yolunu sunar. - fotovoltaik küçük tekerlekli sandalyelere monte ederek, kanopy veya koltuk geri, kullanıcılar açık kullanım sırasında bataryaları şarj etmek için güneş ışığına mal olabilir. Konsept futuristik değildir - prototip güneş tekerlekli sandalyeleri ve daha sonra güneş terası, yüksek çözünürlükte bulunan güneş panelleri aynı zamanda çatı güneş dizileri, evler ve RV'ler, sadece güneş arabaları üzerinde bulunan ve mobil cihazlar için optimize etmek için güneş ışığı alır.

Fotovoltaik Bütünleştirme Bir Tekerlekli sandalye üzerinde nasıl çalışır

Güneş panelleri güneş ışığı doğrudan mevcut (DC) elektrik, yarı iletken silikon gibi malzemeleri yarı iletken silikondan elde etti. Bir tekerlekli sandalyeye monte edildiğinde, paneller bir enerji yönetim sistemine bağlıdır - ya da özel bir güneş şarj cihazı veya değiştirilmiş bir batarya yönetim sistemi.Bu kontrolör, bataryanın şarj profilinden gelen panellere karşı yükleyici veya ters akım akışını geceleyin engeller.

Elektrik mimarisi iki form alabilir. aurFLT:0) Sorumlu şarj[Dönetici: 0,3) Bir yapılandırma, güneş enerjisi doğrudan tekerlekli sandalyenin ana bataryalarına doğru ilerler, şarjları duvara doğru koyar, ancak kullanıcının ihtiyaç duyduğu bir yardımcı bataryayı değiştirmesine izin verir.

Panel Türleri ve Strategiess Dağı

Güneş paneli teknolojisi seçimi tekerlekli sandalye uygulaması için önemlidir. Ritelektomi panelleri en yüksek verimlilik sunar - genellikle 18-22 yüzde - ama onlar ovuşturucu ve düzelme yüzeylere ihtiyaç duyuyorlar. Esnek ince film panelleri, örneğin bakır in galium selenide (CIGS) veya morföz silikonu kullananlar daha hafiftir ve tekerlekli bir sandalye gibi eğri yüzeylere uygundurlar.

Mounting yerleri şunları içerir:

Her yaklaşım, güç nesli, ağırlık, estetik ve kullanım kolaylığı arasında ticaret yapmak zorundadır. Birçok kullanıcı tipik bir gün boyunca enerji hasatını en üst düzeye çıkarmak için iki veya daha fazla montaj yöntemi birleştirir.

Kullanıcılar için sayısal Faydaları

Güneş takviyesinin faydaları teorik enerji kazanımlarının ötesine geçer. Önemli zaman havalarını harcayan kullanıcılar için, iyi tasarlanmış bir güneş şarj sistemi, elektrikli tekerlekli sandalye kullanarak günlük deneyimini dönüştürebilir.

Operasyonel Aralığı 20-40 Yüzde

Doğrudan güneş ışığında, tek 50-watt güneş paneli, tam bir batarya ile günde yaklaşık 250-300 watt saatlik bir cihaz üretebilir (günde 5-6 zirve güneş saati) ile başlayan ve birkaç saat boyunca açık bir şekilde uçabilecek bir kullanıcı, motorlardan yaklaşık 40-50 $ şarj eder. Pratik anlamda, 15 mil boyunca bu aralığın yaklaşık yüzde 40 ila 50'si, güneş şarjını başarıyla bitirebilir.

Frekans ve Büyük Flexability

Frequent plug-in şarjı pil kimyasını altüst eder. Lityum-ion aküler, yüzde 20 ile 80 arasında tuttu ve şarj çevrimleri sığ olduğunda, bataryayı günlük kullanım sırasında tutmak için güneş kullanarak, kullanıcılar her döngüde deşarj derinliğini azaltabilir.

Duvar çıkışlarını bulmak için ihtiyaçları azaltmak da kullanıcıların seyahat edebileceği ve bir plaja bir gezi, adil bir yer veya doğa artık erişilebilir şarj istasyonları için scouting gerektirmez. tekerlekli sandalye gün ışığı için kendi yeterli bir cihaz haline gelir.

Çevre ve Maliyet Avantajları

Bir elektrik tekerlekli sandalyeyi ızgaradan şarj etmek genellikle günde birkaç sente mal olur, ancak bir yıl boyunca, bir kullanıcı şarj günlük olarak 200-400 kWh elektrik tüketiminin eşdeğerine eklenebilir. Güneş, kullanıcının elektrik faturasını azaltır.

Çevre açısından, güneş tarafından üretilen her kilovat saatlik, ızgara elektrik ile ilişkili karbon emisyonlarını önlemek için. Kullanıcılar için karbon ayak izi, güneş destekli hareketliliğin daha geniş sürdürülebilir hedefleri ile uyumlu hale getirilmesi gerekir. ek olarak, batarya ömrünü uzatarak, güneş, batarya paketinin üretilmesi ve elden çıkarılması gereken frekansı azaltır - batarya üretimi ve geri dönüşümün önemli bir çevresel fayda sağlar.

Teknik Hurdles ve Mühendislik Çözümleri

Güneş enerjisi her elektrikli tekerlekli sandalye kullanıcısı için mükemmel bir çözüm değildir. Birçok pratik ve teknik engel yaygın kabul için ele alınmalıdır. Ancak, mühendislik ilerlemeleri hızla boşluğu kapatmaktadır.

Uzay ve Kilo Constraints

Standart bir tekerlekli sandalye, montaj panelleri için sınırlı yüzey alanı vardır. Tipik bir yetişkin tekerlekli sandalye 2-3 karelik bir düz veya yarı şişlik alanı sunar. Standart katı güneş panelleri yaklaşık 15-18 squazda tam bir zemine sahiptir, çünkü 2,5 feet büyüklüğündeki eğimli yüzeylere uygundur - anlamlı bir ek ücret vermek için yeterli değil, tam olarak şarj edilebilir.

Ağırlık ikinci bir endişedir. Sert 50-watt panel, 8-10 kilo ağırlığındaki ağırlığın ağırlıkta yüksek olması, özellikle de 50 watt'lık bir miktara ağırlık vererek, dengeyi etkileyebilir.

Değişken Işık Koşulları

Güneş panelleri doğrudan, perpendicular güneş ışığı altında maksimum güç üretir. Bulut kapak, binalardan veya ağaçlardan gölgeler ve non-optimal panel açılarından elde edilen ölçümler yüzde 50-80 oranında azaltılabilir. Uzun binalar ve aralıklı gölge ile hareket eden bir tekerlekli sandalye kullanıcısı yüksek çözünürlükte yüksek oranda azaltılabilir.Bu meydan okuma, yüksek çözünürlükte azaltılabilir:

Enerji Yönetimi ve Battery Health

Mevcut batarya yönetim sistemleri ile şarj edilen güneş şarjı bakımı gerektirir. Lityum-ion bataryaları katı gerilim ve mevcut sınırları vardır ve merkezi olmayan bir güneş paneli şarj veya hasar hücreleri yapabilir. Bir amaç inşa edilmiş güneş şarj cihazı lityum bataryaları için - batarya BMS ile iletişim kurar - önemli. Bazı tekerlekli sandalyeler sandalyeleri sandalyelerine inşa etmeye başlıyor, market kurulumunu basitleştirebiliyor.

Heat başka bir husustur. Bir tekerlekli sandalyedeki güneş panelleri, özellikle de panelin karanlık olup doğrudan koltuk geri veya kanopyaya bağlı olup, batarya bölmesine doğrudan monte edilmişse, batarya hücrelerine monte edilebilir. Proper ve ısı kalkanı bu tür yüklemelerde gereklidir.

Gerçek Dünya Kurulumları ve Kullanıcı Deneyimleri

Güneşli elektrikli tekerlekli sandalyelerle alan deneyimi hala sınırlı, ancak erken kabul edilenler ve araştırma prototipleri, 6 saat boyunca tüketilen enerjinin yaklaşık yüzde 40'ını test etti. Kullanıcılar daha uzun bir geziler ve daha az kaygılı bir panelde batarya seviyeleri hakkında bilgi verdi.

Pazarlama kitleri de ortaya çıkıyor. Kullanıcılar gibi şirketler 40-80 watt üretiyor ve bir uzatma kablosu ve uyumlu bir şarj kontrol cihazı aracılığıyla ana bataryayı şarj etmeye niyetli olsalar da, uzun açık bir şekilde "toplama" seçeneğinin faydasını vurgular.

Solar Mobility'nin Geleceğini Şaping Etmek

Güneş tekerlekli sandalye alanı hızla gelişmektedir, malzemeler bilimi, güç elektronik ve batarya kimyası ile geliştirilmiştir. Birkaç gelişmekte olan yenilikler, güneş enerjisinin birincil veya yakın sermayeli güç kaynağı olarak elektrik tekerlekli sandalyeler için önemli ölçüde artabilir.

Esnek İnce-Film ve Baslı Solar Hücreler

Formlar gibi kurumlarda araştırmacılar:0) Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı ), önümüzdeki 5-7 yıl içinde ticari olarak uygulanabilir hale gelen ince filmli güneş hücreleri, doğrudan tekerlekli sandalyelere veya depolama torbalarına sahip olabilirler, güneş üretimlerini fark eden ağır veya yüksek çözünürlükte sağlayarak yapabilirler.

Akıllı Güç İzleme ve Tahmin Edici Enerji Yönetimi

Mikrokontroller ve makine öğrenimi, güneş enerjisini mobil platformlarda yönetmede rol oynamaya başlıyor. Akıllı enerji yönetimi sistemi, kullanıcının tipik sürüş alışkanlıklarını - hız, araziyi, frekansı optimize etmek ve batarya şarj etmek için gün için güneş tahmini dahil edebilir. Örneğin, sistem güneş panellerinden daha güncel hale gelebilir ve düşük ışık dönemlerinde motor yardımı azaltabilir, genel aralıkları maksimum olarak entegre edebilir. Bazı prototip sistemleri, GPS ve yerel hava verilerini gün boyunca güneş kullanılabilirliğini tahmin etmek için bir güneş tahmini içerir.

Hibrit Şarj Mimarileri Superkaporsors ile

Superkapors çok hızlı şarj ve deşarj oranları sunar ve gün boyunca süper kapasiteye sahip olmayan binlerce döngüyü idare edebilir.Bu yaklaşım, yüksek motor mevcut talepleri işlemek için küçük bir süper kapasite bankası kullanır - bir tepeye tırmanmak gibi - güneş panelleri üzerindeki yükü azaltabilir.

Bu teknolojileri birleştirmek, tek bir tam şarj üzerinde 8-10 sürekli saat boyunca çalışan bir tekerlekli sandalyeye ulaşabilir ve kısmen veya tamamen güneşli günlerde kendini tamamen kendini aydınlatır.Bu görüş henüz ticari gerçeklik değilken, gelişim yörüngesi açık.

Kullanıcılar için Pratik Bakışlar Güneşi Düşünmek

Mevcut elektrikli kullanıcılar güneşi değerlendirmeye devam ediyor, birkaç pratik nokta dikkat ediyor. Birincisi, kullanıcının tipik çevre çoğu zaman iç mekanlarını veya sürekli aşırı iklimlerini harcayan biri, güneşten sınırlı fayda sağlayacaktır. Conversely, birkaç saat açık alanda yaşayan ve anlamlı bir aralık uzatmayı fark edebilir.

İkinci olarak, yükleme hem tekerlekli sandalye elektronik hem de güneş bileşenleri ile tanıdık bir teknisyen tarafından gerçekleştirilmelidir. Mismatched gerilim veya uygunsuz şarj kontrol ayarları bataryalarına zarar verebilir veya yangın tehlikelerini oluşturabilir. Birçok tekerlekli sandalye satıcı şimdi güneş entegrasyonu hizmetleri sunabilir veya müşterilere kalifiye bir yüklemeciye atıfta bulunabilir.

Son olarak, kullanıcılar beklentileri yönetmeli. Solar bir aralık genişletici ve batarya kurtarmacı, batarya sınırları ile ilişkili bir yedek değil, iyi tasarlanmış bir sistemle bile, tekerlekli günlerde özellikle de kış aylarında veya ağır kullanım sırasında tekerlekli sandalyeye yapıştırılmalıdır.

Sonuç: Güneş Bağımsızlıkına Doğru

Elektrikli tekerlekli sandalyeler zaten milyonlarca kişiye hareketliliği geri getirerek hayat değiştirdiler. Bir sonraki sınır, mobiliteyi uzatıyor, böylece kullanıcılar daha uzun süre seyahat edebilir ve batarya yaşamı hakkında daha az endişelenir. Solar power, bu hedefe doğru bir yol sunar - olgun fotovoltaik teknoloji üzerinde inşa edilmiş bir yol, enerji yönetimi sistemleri ve elektrik hareketliliği için tasarlanmış bir büyüme ekosistemi.

Hafif esnek güneş malzemeleri, akıllı güç elektronikleri ve yüksek çözünürlükte piller, önümüzdeki on yıl içinde, güneş hazır elektrikli tekerlekli sandalyeler, tüm dış hava seyahatlerini dünya genelindeki kullanıcılar için daha sürdürülebilir ve daha bağımsız hale getirebilir.