1 趣味太阳能风扇凉帽

太阳能是取之不尽、用之不竭的环保能源，在应对全球气候变暖、保护地球家园的行动中，受到人们越来越多的关注和重视。大力开发和充分利用太阳能，有利于保持人与自然的和谐相处。而利用太阳能电池将太阳光能转变为电能，是太阳能应用的一个重要方式。

将太阳能（或其他光能）直接转换为电能的器件，被称为太阳能电池。随着人们节能和环保意识的不断增强，太阳能电池正以能源丰富、无污染、寿命长、使用维护简便和性能可靠等优点，受到越来越多人的喜爱。下面就向读者介绍应用太阳能电池板改造市售电风扇式旅游凉帽的方法，通过制作你不仅拥有了第一件出自个人之手的节能环保小作品，而且还可以掌握和了解有关太阳能电池的基本知识，拓宽视野，为将来人类进一步开发和利用太阳能打下基础。

先谈一下我们要改造的对象：随着盛夏的来临，市场上流行一种电风扇式旅游凉帽，深受广大游客和青少年的喜爱。这种凉帽的外观如图1-1所示，它由一节5号干电池、一个电源小开关和一个带有塑料风扇叶片的小电动机串联组成。闭合电源开关，电动机通电工作，风扇叶片转动，即向戴帽者面部吹去阵阵凉风。这种电风扇式旅游凉帽，既能遮挡住照射使用者面部的阳光，又能使人的面部享受到清凉的微风，广泛适合于夏季旅游、观赏露天体育比赛和从事各种野外活动的人员使用。

如果自己动手将这种电风扇凉帽改造成如图1-2所示的由太阳能电池供电的风扇凉帽，不仅时尚新潮，绿色环保，而且更加实用有趣：当你戴着这种风扇凉帽在太阳光下行走时，小风扇自动运转，并且光照越强，它的转速越快，所产生的风力也就越强；进入房间或树荫下，小风扇自动停转。

如果你是一名学生，戴着自己亲手改造的这样一顶太阳能电池供电的风扇凉帽去参加学校或班级组织的夏令营、野外活动等，不仅能达到遮阳、凉爽、降温、避暑之目的，而且还可以向周围同学展示一下自己“节能环保”和利用太阳能的“得意之作”，从而使自己成为一名引人注目的小小“节能环保”宣传员，多么有意义啊！

弄懂工作原理

太阳能风扇凉帽的电路如图1-3所示，它由太阳能电池板BP和带有风扇叶片的小电动机M组成。其最大特点是：线路简单，只要有太阳光照射便能工作，省去普通电风扇式旅游凉帽开关电源和更换干电池的麻烦，既经济环保，又能体现出人与自然的和谐相处，真可谓“大自然小空调”。

当有太阳强光照射到太阳能电池板BP上时，BP表面即发生光伏效应，其两端输出一定功率的电能，驱动小电动机M运转，由风扇叶片产生一定风力；当太阳能电池板BP接收的太阳光弱小（天空多云）时，其两端输出功率减小，小电动机M转速下降，风扇叶片产生的风力随之减小；当无太阳光照射（阴天、天黑或戴帽者进入树荫、房内）时，太阳能电池板BP两端基本无功率输出，小电动机M自动停止运转，风扇叶片不再转动。

准备好元器件

该制作总共用了两个电子元器件，选购清单见表1 。其中太阳能电池板BP需要单独购买，小电动机M及其所配风扇叶片在我们所要改装的普通市售电风扇式旅游凉帽上已经包含，所以一般不必再另外购买。

BP选用开路电压≥3V、短路电流≥70m A、外形尺寸约为80mm×65mm×6mm的成品硅太阳能电池板，其外形如图1-4所示。这种太阳能电池板已装有塑料保护框架，并从背面焊引出两根塑料电源软电线，其中红色为正极（+）引线，黑色为负极（—）引线，使用很方便。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输出功率也越大。一般来讲，其他尺寸或规格的太阳能电池板，只要开路电压达到3V、短路电流达到70m A，均能够在本制作中使用。

太阳能电池板的优劣主要由开路电压和短路电流这两项指标来衡量。业余测试方法是：将太阳能电池板放在太阳光直射的环境下，如图1-5（a）所示，用万用表测出两端输出电压，即可认为是开路电压；再按如图1-5（b）所示，将万用表直接跨接在太阳能电池板两端测出输出电流，即认为是短路电流。

开始动手制作

本制作由于是在普通市售电风扇式旅游凉帽的基础上进行改造并组装的，所以动手制作起来显得比较容易。整个制作过程可按以下3个步骤来完成。

第一步，焊接电路

首先，按照如图1-6（a）和图1-6（b）所示，将欲改造的普通电风扇式旅游凉帽上的电池盒上盖打开，取出里面的单节5号干电池。

然后，按照如图1-6（c）所示，将太阳能电池板BP上的红色引线（正极）焊接在凉帽上原有电池架的正极端，黑色引线（负极）焊接在电池架的负极端（有弹簧的一端）。电池盒所带的电源开关可不必拆掉，将开关始终闭合（形同一根导线）即可。

最后，按照如图1-6（d）和图1-6（e）所示，将太阳能电池板BP用热熔胶粘固在电池盒顶上。热熔胶棒可到五金商店去购买（单价1～2元），然后采用电烙铁加热熔化热熔胶棒的简易方法进行粘固，粘固点选择在太阳能电池板BP的背面与电池盒相交接处，数量一般取6处即可。这种采用电烙铁加热熔化热熔胶棒的简易粘固方法，既方便快捷，又牢固可靠。

第二步，美化作品

这里要说明的是，照片中所拍摄的太阳能风扇凉帽，是2008年4月间作者进行制作时的情景。当时举世瞩目的2008年北京奥运会即将开幕，作者以迎接北京奥运会为主题设计美化了太阳能风扇凉帽。主要做法是：在太阳能电池板BP两边帽盖的合适位置处粘贴上了大小合适、左右对称的北京奥运会主题口号—“同一个世界，同一个梦想”不干胶彩色小标语，在小电动机M两旁的帽沿和前方的适当位置处粘贴上了大小合适的北京奥运会会徽和吉祥物福娃等的不干胶彩色小贴图，这使得作品更具特色和个性。事实上本文出现的所有风扇凉帽照片，全都反映出了作者事先粘贴好的北京奥运会有关图文。其中的文字小标语是作者当时在电脑上录入，并用喷墨打印机在白色不干胶粘贴纸上打印制作的，小贴图则是从学生用品商店购买来的。这样的美化方案，内容和效果看起来都还不错吧！

当然，如今北京奥运会早已过去多时，读者在制作过程中，可参考上面的美化方法，任意选择主题内容，发挥自己的想象力，设计出独一无二、体现个性的美化方案来。

第三步，检验电路

装配成的太阳能风扇凉帽，只要元器件质量有保证，焊接没有错误，一般不需任何调试，便可正常工作。

万一风扇凉帽电扇叶片反转（向外吹风），说明小电动机M的正、负极性接反，只需调换一下接线位置，便可排除故障。如果使用的太阳能电池板符合要求，电路接线也没有错误，但小电动机M就是不转动或转速很慢，说明电风扇式旅游凉帽原有小电动机采用的是启动电流大、效率低的普通玩具电动机，应该换用高效率的直流小电动机，如24ZY01型（额定电压2.3V、额定转速1600r/min）等，用“随声听”收录机上专用的1.5～2.4V小电机（不带调速电路）也行。

投入实际使用

在炎热的夏日出门可别忘记了戴上太阳能风扇凉帽哦！当你按图1-7所示戴着这顶亲手改造成的太阳能风扇凉帽外出旅游或参加学校及班级组织的郊游、夏令营等活动时，一定会招来众多羡慕的目光和赞许声！