太阳能无线充电器的设计毕业论文

摘 要： 无线电力传输是一种传输电力的新技术，它将电力通过电磁耦合、射频微波、激光等载体进行传输。这种技术解除了对于导线的依赖，从而得到更加方便和广阔的应用。本文就无线电力传输的发展历史和基本原理做了一些介绍，并对其未来可能的应用做了一些探讨。 关键词： 无线电力传输技术 电磁感应 射频 原理与应用前景 1.引言 自17世纪人类发现如何发电后就用金属电线来四处传输电力。时至今日，供电网、高压线已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越来越多的电器给我们带来极大便捷的同时，不知不觉各种“理不清”的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。不过，这些年的科技发展表明，在无线数据传输技术日益普及之时，科学家对无线电力传输（Wireless Power Transmission，WPT）的研究也有了很大突破，从某种意义上来讲，无线电力传输也不再是幻想——在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。 2.无线电力传输的发展历史 19世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的名尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856—1943）在电气与无线电技术方面作出了突出贡献。他1881年发现了旋转磁场原理，并用于制造感应电动机；1888年发明多相交流传输及配电系统；1889—1890年制成赫兹振荡器；1891年发明高频变压器（特斯拉线圈），现仍广泛用于无线电、电视机及其他电子设备。他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，并在1899年演示了不用导线采用高频电流的电动机，但由于效率低和对安全方面的担忧，无线电力传输的技术无突破性进展［1］。1901—1905年在纽约附近的长岛建造Wardenclyffe塔，是一座复杂的电磁振荡器，设想它将能够把电力输送到世界上任何一个角落，特斯拉利用此塔实现地球与电离层共振。 2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200W的灯泡。其后，2003年在岛上建造的10kW试验型微波输电装置，已开始以频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。 2005年，香港城市大学电子工程学系教授许树源成功研制出“无线电池充电平台”，但其使用时仍然要将产品与充电器接触。 2006年10月，日本展出了无线电力传输系统。此系统输出端电力为7V、400mA，收发线圈间距为4mm时，输电效率最大为50%，用于手机快速充电。 2007年6月，美国麻省理工学院的物理学助理教授马林·索尔贾希克研究团队实现了在短距离内的无线电力传输。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约米）之外连接在另一个线圈上的60瓦的灯泡被点亮了。这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”。 2008年9月，北美电力研讨会发布的论文显示，他们已经在美国内华达州的雷电实验室成功地将800W电力用无线的方式传输到5m远的距离。 2009年10月，日本奈良市针对充电式混合动力巴士进行了无线充电实验。供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能开始充电。 3.无线电力传输的基本原理 电磁感应——短程传输 电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系与转化。电磁感应是电磁学中的基本原理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的。利用电磁感应进行短程电力传输的基本原理如图1所示，发射线圈L1和接收线圈L2之间利用磁耦合来传递能量。若线圈L1中通已交变电流，该电流将在周围介质中形成一个交变磁场，线圈L2中产生的感应电势可供电给移动设备或者给电池充电。 电磁耦合共振——中程传输 中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于100khz时，电磁波就会被地表吸收，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于100khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输能力的高频电磁波称为射频（即：RF）。将电信息源（模拟或者数字）用高频电流进行调制（调幅或者调频），形成射频信号后，经过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触IC卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。 具体来说，整个装置包含两个线圈，每一个线圈都是一个自振系统。其中一个是发射装置，与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。图2是一个典型的利用电磁共振来实现无线电力传输的系统方案。电磁波的频率越高其向空间辐射的能量就越大，传输效率就越高。 微波/激光——远程传输 理论上讲，无线电波的波长越短，其定向性越好，弥散就越小。所以，可以利用微波或激光形式来实现电能的远程传输，这对于新能源的开发利用、解决未来能源短缺问题也有着重要意义。1968年，美国工程师彼得格拉提出了空间太阳能发电（Space Solar Power，SSP）的概念。其构想是在地球外层空间建立太能能发电基地，通过微波将电能送回地球。 4.无线电力技术的应用前景 无线电力传输作为一种先进的技术一般应用于特殊的场合，具有广泛的应用前景。 给一些难以架设线路或危险的地区供应电能 高山、森林、沙漠、海岛等地的台站经常遇到架设电力线路困难的问题，而工作在这些地方的边防哨所、无线电导航台、卫星监控站、天文观测点等需要生活和工作用电，无线输电可补充电力不足。此外，无线输电技术还可以给游牧等分散区村落无变压器供电和给用于开采放射性矿物、伐木的机器人供电。 解决地面太阳能电站、水电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题 我国的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒芜土地，南方部分地区水力、风力资源丰富，这些地区有利于建造地面太阳能发电站或水电站、风力电站。可是，这些地区人烟稀少、地形复杂，在崇山峻岭之中难以架设线路，这时无线输电技术就有了用武之地。采用无线输电技术，还可以把核电站建在沙漠、荒岛等地。这样一方面便于埋葬核废料，另一方面当电站运行发生故障时也可以避免对周围动植物的大量伤害和耕地的污染。 传送卫星太阳能电站的电能 所谓卫星太阳能电站，就是用运载火箭或航天飞机将太阳能电池板或太阳能聚光镜等材料发送到赤道上空35800km的地球静止同步轨道上。在太空的太阳光线没有地球大气层的影响，辐射能量十分稳定，是“取之不尽”的洁净能源。并且一年中有99%的时间是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［3］。在那里利用太阳能电池板把阳光直接转变为电能，或者用太阳能聚光镜把阳光汇聚起来作为热源，像地面热电厂一样发电。这样产生的电能供给微波源或激光器，然后采用无线输电技术将大功率电磁射束发送至地面，接收到的微波能量经整流器后变成直流电，由变、配电设施供给用户。 无接点充电插座 随着无线电力技术的发展，一些小型用电设备已经实现了无线供电。如：电动牙刷、“免电池”无线鼠标、无线供电“膜片”/“垫”等。无线供电“膜片”/“垫”是一种家用电器无线供电方式，用一片图书大小的柔软塑料膜片就可对家电进行无线供电，可为圣诞树上的LED、装饰灯、鱼缸水中的灯泡、小型电机、手机、MP3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件、甚至是植入式医疗器件等供电。 给以微波发动机推进的交通运输工具供电 现在大部分交通运输工具燃烧石油产品，其发动机叫做柴油发动机、汽油发动机等。与此类比，以微波作为能源推进的发动机叫做微波发动机。微波是工作频率在—300GHz的电磁波，不能直接用它来驱动电动机，因为要设计出在如此高的频率下工作的发动机非常困难。如果思路加以改变，把微波能量转变为直流电流的整流器，那么微波就可以直接作为交通工具的能源了。煤、石油、天然气的存储量有限，而日消耗量巨大，总有耗尽之日，到那时卫星太阳能电站可望成为能源供给的主干，通过无线输电技术就可以直接把微波能量输给交通运输工具。 在月球和地球之间架起能量之桥 世界人口的不断增长和地球资源的日益耗尽，太阳系中其他星球的开发利用是人类一直以来的夙愿。月球是地球的天然卫星，其上资源丰富，地域辽阔，是首先要开发的星体。未来人类对月球的利用主要是移民和资源获取。月球的土壤里富含SiO2，是制造太阳能电池的原料。如果先在月球上建立起工厂，然后把太阳能电站直接建在月球上，比起建在地球静止同步轨道上要容易些，借助于微波束或激光束把电能发送到地球。 5.结语 随着无线电力传输技术的不断发展与成熟，不但使人们未来的生活有望摆脱手机、相机、 笔记本 电脑等移动设备电源线的束缚，享受在机场、车站、酒店多种场所提供的无线电力，而且可用于一些特殊场合，如人体植入仪器如心脏起搏器等的输电问题、新能源（电动）汽车、低轨道军用卫星、太阳能卫星发电站等。在世界经济迅速发展的今天，节能和新的、可再生能源的开发是摆在能源工作者面前的首要问题。太阳能是取之不尽、用之不竭的干净能源。除核能、地热能和潮汐能之外，地球上的所有能源都来自太阳，建造卫星太阳能电站是解决人类能源危机的重要途径。要将相对地球静止的同步轨道上的电能输送的地面，无线输电技术将发挥至关重要的作用。从长远来看，该技术具有潜在的广泛应用前景。但是，每一种无线传输方式，都有一系列问题需要解决，如电能传输效率问题，电力公司如何收费和计费，能量传输所产生的电磁波是否对人体健康带来危害，等等。不管怎样，一旦这项技术能够普及，就会给人们的生活带来巨大的便利。 参考文献: ［1］白明侠，黄昭.无线电力传输的历史发展及应用［J］.湘南学院学报，2010，31，（5）：51-53. ［2］刘永军.无线电力传输技术：创造未来空间神话［J］.中国电子商情（基础电子），2008，11：70-75.

毕业设计计划书一： 1、音乐学专业师范方向毕业设计方式分为“综合节目方案设计、声乐、钢琴、器乐、合唱与指挥、作曲、节目主持”共七项，音乐学专业表演方向毕业设计方式分为“声乐、钢琴、器乐”共三项。其中“声乐、钢琴、器乐、合唱与指挥、作曲、节目主持”需进行舞台技能展演，需2首及以上作品。作品要求：声乐需3年级及以上程度作品，钢琴、器乐需5级及以上程度作品。舞蹈学专业毕业设计也需进行舞台技能展演。 2、学生在进行毕业设计前须先行开题，以论证毕业设计的可行性。 3、开题至少须由本专业方向2名相关教师参加。 4、计划书撰写内容及要求： 毕业设计计划书是用文字体现的毕业设计的总构想，因而篇幅不宜过大，但必须对毕业设计（综合节目方案设计、合唱与指挥、作曲、节目主持、声乐作品展演、钢琴作品展演、器乐作品展演、舞蹈展演）的总体构思、设计过程、主要内容等问题进行阐述。 计划书的主要内容： （1）、总述 计划书的总述部分应明确选择的设计方式：综合节目方案设计、合唱与指挥、作曲、节目主持、声乐作品展演、钢琴作品展演、器乐作品展演、舞蹈展演，阐述毕业设计的总体构思、设计过程、主要内容等，并简明扼要地说明选择该设计的目的和意义等。 （2）、毕业设计所需的技术条件和可能存在的问题。 （3）、预期的结果 （4）、进度安排 （5）、参考文献及资料 5、毕业设计计划书成绩由指导教师评定，占综合成绩的10%，指导教师需讲师及以上职称或研究生以上学历，特殊情况可实行“1+1双导师”。 6、计划书按以上所列内容顺序撰写，字迹务必清楚，单面打印，与设计计划书封面及本页合订，交指导教师审阅并签署意见，并于开题前交开题小组。 7、学生通过开题后，应及时将完整的计划书交电子版和纸质版一份至学院办公室统一存档。 毕业设计计划书二： 时间工作内容阶段成果 2012年8月29日——2012年9月5日参加学校毕设启动大会，了解论文写作方向。了解了毕业设计，开始对论文写作进行构思。 2012年9月6日——2012年9月19日通过与指导老师的沟通，了解如何选题与拟题。通过资料收集，梳理已经学过的管理知识，着手《专业动向研究》的写作。 2012年9月20日——2012年10月17日大量阅读关于xxx方面的文章，深入了解、搜集相关文献和实际工作人才需求的信息，确定论文方向。完成《专业动向研究》的初稿。 2012年10月18日——2012年10月26日进一步确定选题，并学习如何进行毕设计划设计。完成选题说明。 2012年10月27日——2012年11月2日梳理写作思路，制定写作计划。完成毕业设计计划。 2012年11月11日——2013年3月30日找相关企业实习，了解企业的xxx方面的运作情况，收集相关资料。实习，了解实际运作情况，增长技能和经验。 2013年4月1日——2013年4月5日总结实习所得，与老师和同学互相交流假期研究成果。完成实习报告。 2013年4月8日——2013年8月30日根据前期的实践和理论所得，继续深化学习，将相关领域的管理及专业知识系统化。将相关领域的知识系统化，并能灵活运用，完成论文的框架，提纲。 2013年9月1日——2013年12月30日从实践和文献中，再次确立目标企业，进入其中。确定目标企业，并深入其中。 2014年1月1日——2014年3月30日在实践中搜集需要的材料和数据，并使之调理化。收集整理案例资料。 2014年4月1日——2014年4月20日按照论文提纲，将文献资料和案例资料，整理成论文初稿。完成论文初稿。 2014年4月21日——2014年5月30日与指导老师和同学一起探讨，对论文进行完善、修订。论文定稿。 2014年6月1日——根据学校要求进行答辩。答辩。 毕业设计计划书三： 1、课题名称 商业综合体设计与周边环境设计—建筑与室外环境 2、设计任务（内容项目）要求 我们小组的设计主要是以绿色，仿生为主题，设计一个商业综合体与周边环境的项目，在这个团组中我负责商业综合体设计与周边环境设计—建筑与室外环境 （1）确定场地以及场地考察 （2）确定该商业综合体的建筑和景观的设计的风格、颜色搭配、设计理念 （3）查找资料，手绘图稿 文章 （4）最后效果图 3、设计项目的意义（实际或研究） 从项目本身来看是对未来城市发展做的一个预案 从选择的地皮来看，以汤逊湖和湿地园为底，可以很好的去研究怎样将建筑对环境的伤害率降到最低，以达到在既不破坏生态环境的同时，又能满足人文，商业的需求，对当地的经济、人文、旅游发展也起到很好的促进作用。 工作进度要求（分阶段提出具体时间要求） 11月28日-11月30日展开课题，资料收集 12月01日-12月05日选题（商业综合体设计与周边环境设计—建筑与室外环境） 12月06日-12月10日背景调查（商业综合体，生态环境，仿生建筑） 12月11日-12月15日确定设计题目（dreammall商业综合体设计），撰写开题报告 12月16日-12月20日项目综合背景调查（藏龙文化，区位考察，仿生学元素的运用），撰写设计说明书提纲。 12月21日-12月30日实地测量，方案初稿（草图） 12月31日-01月15日修改并确定方案 01月16日-01月31日方案深入，完成相关图纸。毕业设计说明书初稿。 02月01日-02月17日方案整理，展板制作 02月18日-02月29日完成设计说明书的撰写 03月20日-03月23日版面微调，提交成果 5、设计所采用的方法（设计、分析、表现）： 根据实地考察，该项目位于：湖北省武汉市江夏区藏龙岛科技园藏龙大道上，地形位于江夏区西部，为滨湖平原，地形平坦。用地面积约13万㎡。交通便利，有732、755可以到达离三环线也很近驱车15分钟到达光谷广场，30分钟到达武昌火车站，50分钟从中环线到天河机场，属于光谷20分钟生活圈。主要消费有：新住宅人群、纸坊城区居民、村落居民、外区人口、学生、政府人员、工业园职工等等。 所以根据以上实地考察验证让我更确定建一个商业综合体与周边环境设计的项目势在必行。 设计过程中对于建筑和室外景观上紧紧贴合生态科技的运用手法，因地制宜的将其运用到自己的设计当中。如： ①深入分析周围环境和气候的特征，充分挖掘场地的积极因素，转化其消极因素。考虑到建筑与环境空间置换的影响，采用微型园林、人工湿地、植被屋面等技术，对自然环境做出生态补偿。 ②在结构体系选择上，采用钢结构为建材结构，因为钢材具备耐久性好， 自重轻，排放co少，易塑型与回收再利用。 工作计划 ③自然通风设计，优先利用自然条件组织自然通风。夏季，利用建筑内部空气的热压实现建筑的热压通风，即烟囱效应。室外新鲜空气由建筑底部吸入，污浊热空气由设计的排风口排出。冬季，室外风速较大，利用门窗组织风压通风。 ④屋面绿化设计，屋面园林景观融建筑技术和绿化美化为一体，突出意境美。充分利用园林植物、微地形、水体和园林小品等造园因素，采用借景、点景、障景等造园技法，造出不同使用功能和性质的屋面园林绿化景观。 最后制作模型。用3dmax，skechup的表现形式将设计完整的立体化。 6、设计课题相关案例（同类或相似课题，图文并茂） 实际案例： 杨经文的新加坡展览塔楼（editttower） 设计中融入了许多新构思和环境处理手法，更进一步揭示了杨经文的生态设计原则。立面设计插入凹进的平台空间和向室内开敞的空中庭园。出挑的遮阳板和斜坡道通向各楼层，以实现摩天大楼竖向空间的自然过度。(面试网) 选择最适宜的植物重建了原有的生态系统，绿色植物沿坡道攀沿，跨越纵向空间，整个建筑底部街道到楼顶花园都披上绿装。 通过植物调节气候，通过活动的遮阳板以及和主导风向平行的风墙把凉风引入空中庭院和室内空间，而使空调使用降至最小程度。太阳能光电系统使用减少了对城市电网的依赖 获奖但未实施案例： 甘肃省平凉市崆峒区“归谷”别墅住宅区建筑、景观规划设计 该项目地处甘肃省平凉市崆峒区，设计提取了当地最为常见的梯田景观、白杨树、窑洞建筑等乡土元素为整个设计场地的景观框架，营造一个土生土长的本土理念人居环境。设计以回归自热、回归邻里、回归家园为设计理念，应用现代的语言，营造出一个环境优美温馨的美好家园。方案中通过塑造小型梯田景观的方式，来延续场地的记忆，使其景观具备多种功能（粮食产出、生态产出、人与自然沟通需求、人的活动需求等）。