人性化太阳能公共自行车驿站

摘 要：为了应对目前能源紧缺，碳排放过度，自行车折旧速率过快等问题，文章创造性的提出了人性化太阳能公共自行车驿站的解决方案。普通的自行车已经不能满足人们的需求，公用电动自行车将逐渐成为人们的代步方式。人性化太阳能公共自行车驿站主要利用太阳能板搭建自行车顶棚，利用蓄电池储能供给自行车充电及驿站广告牌用电和驿站照明用电。驿站一物多用，既满足了电动车充电和停放要求，又避免了雨天坐垫潮湿、夏天烈日下坐垫过热的问题，降低了公共自行车的折旧速率，同时免费无线上网服务和广告宣传片放映是用户充电等待时的绝佳体验，大力体现了以人为本和节能减排的思想。

关键词：人性化太阳能公共自行车驿站；以人为本；节能减排

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.069

1 引言

公共自行车，是“公共自行车出行系统”的简称。该系统通常以城市为单位进行部署、建设，由数据中心、驻车站点、驻车电子防盗锁、自行车（含随车锁具、车辆电子标签）及相应的通讯、监控设备组成。站点主要布局在居民生活工作集聚区出入口、公交车站附近，重点解决“公交最后1公里”的问题。是城市公共交通的组成部分。公共自行车管理单位向居民发放借车卡，用户在站点刷卡借车，到达目的地后，将车归还到就近的站点。可根据使用时长和一定的計费标准收取一定的使用费。

目前，有很多城市或地区城市公共自行车已经完成了相关设施的建设并投入运行，为城市居民生活增添了便利。

然而，这项兴起中便民工程仍有许多缺陷，自行车存放站点多为露天式，驻车桩及自行车长期暴露在雨水与烈日下，设施损坏及折旧率较高，导致运营成本较高，使该项目不能持续盈利，造成在部分地区以设备长期停用，浪费资源。另外，自行车的行驶范围受人力限制，速度也常常达不到使用者的需求，随着电动自行车的成本不断降低，新加入电动自行车的构想可能为更多人提供便利。

利用搭建的公共自行车驿站，实现了对公共资源的有效保护，减缓了公共自行车及相关设备的折旧速度，并避免了雨天坐垫潮湿、夏天烈日下坐垫过热的问题，体现了以人为本的思想。随之带有的太阳能收集储存设备，充分利用清洁能源，在尽量少的增加新的用电负荷的同时，完成了为新提供的电动自行车供能的需求，可以为使用者提供更多选择；驿站提供的电动车充电接口和手机充电接口可以解决急需用电的燃眉之急，实现便民工程的基本思想；所收集的太阳能亦可满足驿站所提供的wifi服务，广告灯箱服务所需用电，完成自身功能的多样化升级，得到更多广告商支持意味着盈利模式的优化，使市民能够享受长期稳定的社会服务；太阳能储蓄设备亦可满足驿站夜晚的照明设施用电，充分利用资源，达到节能环保的目的。

2 设计方案

2.1 驿站顶棚

根据资料显示，在太阳能光伏发电的地面应用中，通常将太阳能板朝向赤道固定放置，并且与水平面形成一定的倾斜角β，如图 1 所示，因此在太阳能工程设计中，不同地区最佳倾角的选择是一个重要的技术问题。北京地区太阳能板年发电量约在 倾斜角β = 37°达到最大值，与当地纬度相差 3°，此时年发电量为 191. 7 kWh /m2，年平均发电效率为 11. 77% 。

因此，以北京地区为例，我们以太阳能板与地面夹角β=37°搭建公共自行车顶棚，保证全年发电量达到最大，使太阳能得到最大程度地利用。

2.2 蓄电池储能

蓄电池作为分布式发电中的储能设备，主要有以下3个方面的作用：

（1）能够使得分布式发电机（DG，Distributed Generations）能够运行在一个比较稳定的输出水平，对系统起着稳定的作用。

（2）在利用太阳能发电的夜间或风力发电在无风的情况下DG单元不能正常运行时，起到过渡的作用。

（3）使得不可调度的DG发电单元能够作为可调度机组单元运行，实现与大电网的并行运行。并且其成本低廉，原材料丰富，制造技术成熟，能够实现大规模生产，且销售渠道广，不仅可以短时间提供较大的冲击电流，而且便于电能的长期存储。

整个系统的最原始能量来源于太阳能电池，负载是能量的最终归属，而蓄电池作为储能装置只是暂存能量。若配置的蓄电池容量过大，就会导致蓄电池长期充不满电，直接影响到其使用寿命；若蓄电池容量过小，不能在光照较强的时候储存足够的能量，会导致无光照或光照较弱的时候系统供电不足。根据北京各地区的调研结果，合理选择蓄电池的容量，实现对太阳能的有效储存和利用。

2.3 充电设施

电动自行车有自带充电器，可直接利用蓄电池的电能。在世界石油资源短缺和全球气候变暖的严峻形势下，建设低碳汽车将成为汽车产业一种新的发展方向。目前全世界对电动汽车的研究已经进入白热化，人们试图使其成为 21 世纪汽车的发展主流。后期建立电动汽车驿站时，电动汽车充电设施是电动汽车产业链中不可忽视的重要组成部分，在大力发展电动汽车产业的同时还应充分兼顾充电设施的发展。

2.4 广告宣传

驿站设置电子广告屏幕，分别合理分配时间放映当地美食旅游攻略、电影电视宣传片、品牌宣传片等。设置宣传栏，及时更新周围社区的住房、招聘、活动信息，为周围用户提供良好的信息。广告宣传所盈利润可用来维修改善驿站状况，减少驿站原本投入费用。这一举措也将有效缓解海量纸质广告的乱贴乱扔的问题，一定程度上减少了纸张浪费和环境污染。

2.5 免费无线上网服务

驿站设有无线上网区域，为等待充电的用户提供免费上网服务，所提供的无线是安全又稳定的。用户连接无线时会看到嵌入广告，这部分广告的费用将会由广告商提供，用来驿站的运营及维护。

3 创新点及特色

（1）太阳能板一物多用，既可以将太阳能转化成电能，供电给公共及私人电动自行车，解决路途中电动车没电的燃眉之急，又可形成驿站对公共资源进行有效保护，减缓了公共自行车及相关设备的折旧速度，达到节能环保的双重目的。

（2）人性化：避免了雨天坐垫潮湿、夏天烈日下坐垫过热的问题，让用户能更加舒服、便利地使用公共电动自行车；充电时，还可享受免费无线上网服务。

（3）设立广告站，无线广告弹出，有效缓解海量纸质广告的乱贴乱扔的问题，一定程度上减少了纸质浪费和环境污染。广告宣传片各式各样，可以宣传本地的美食、旅游攻略，也可以宣传电影、电视剧、电子产品。广告所得收益可供驿站运营维修等方面使用。

4 应用价值

随着各类用电需求量的日趋攀升，以及人们环保意识的日益增强，特别是雾霆天气对生活产生的深刻影响，光伏发电愈来愈受到重视，这种人性化太阳能公共自行车驿站将光伏发电发电和车棚相结合，集发电、防风、防雹、防雨、防晒等多种功能于一身，可有效保护车辆不受极端天气损伤，大大降低了电动自行车的折旧速率，起到了节能减排的作用。驿站保证电动自行车不受风吹雨打、阳光暴晒，减少了车主不必要的擦车麻烦和不舒适的用车体验，同时免费无线上网服务的出现，都大大体现了“以人为本”的思想。该驿站的光伏发电系统，安装成本略高，但运营成本极低，可一次消费，长久享受。此人性化太阳能公共自行车驿站将成为城市中一道亮丽的风景线，既能解决人们停放和充电的要求，又能为用户提供人性化服务，将备受市场关注。

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作者简介：李怀翔（1994-），男，宁夏中卫人，本科，研究方向：能源与动力工程。