新能源车联网
好怀念一抬头就能看到蔚蓝的天空和朵朵白云的日子,多么的美好。可是现在这已成为了一种奢望。当我们享受在自己出行方便快捷的时候,殊不知,我们一方面在消耗着地球母亲有限的资源,一方面又在把它变成汽车尾气等污染物源源不断地排放到大气中。那么,有什么东西可以改变这种现状呢?有什么东西可以代替我们现在的交通工具呢?
说起能源,大家首先想到的一定是我们熟悉的煤、石油、天然气等不可再生能源,也被称为常规能源,但是它们不能被无穷无尽地利用,更重要的是会给环境造成严重的污染。随着这些问题日益突出,以环保和可再生为特质的新能源得到了广泛的重视。
那么,什么是新能源呢?1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代有限的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能。此外还有沼气、酒精、甲醇等。其实站在科学的角度来说,新能源就是非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。
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新能源之风能——
风是一种地球上的自然现象,由太阳辐射热引起。风能就是空气的动能,风能的大小决定于风速和空气的密度。全球可利用的风能,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍,它是太阳能的一种转化形式。风能可以通过风车来提取,当风吹动风轮时,风力带动风轮绕轴旋转,使得风能转化为机械能。
这么说起来,新能源真的很神奇呢,它就在我们的身边!不仅如此,它现在在电力生产、热能生产、交通运输等多个领域都得到了广泛的运用,如图1-12所示。如今太阳能衍生出了光-电转换,主要就是利用光生伏特效应将太阳辐射能转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。它在生活中的应用还不少呢!比如加拿大电动车生产厂商推出的太阳能自行车,如图1-13所示,它的驱动系统就是装有一只250瓦电机和锂聚合物电池的车轮,把现有自行车的后轮换成这种车轮只需不到5分钟的时间!它的表面还装有一系列的太阳能发电板,发电板表面有一层透明的塑料保护套。在白天,不论是晴天还是多云,当自行车停车或在运动时,太阳能发电板就会连续不断地向电池充电,每小时产生的电能可以使电动自行车多行驶1千米。用户还可以通过车把上的控制器来控制供电量,这种控制是无线控制。控制器由独立的太阳能电池板为其集成电池充电。控制器和电机的电池也可以通过内置的充电器利用电网电源充电。
图1-12 新能源的应用
图1-13 太阳能自行车
下面再介绍一个小案例——自动追随太阳方向的向日葵太阳能,如图1-14所示。它的外形类似于一个巨大的向日葵,面板整体呈弧形,它的6个太阳能电池安装在面板后面,而正面的镜面阵列可以把日光强度提高到2000倍,能够将从阳光中收集的超过80%的太阳能转换成电量,这就产生了比以往多得多的电能。在晴天的条件下,该系统可以产生12千瓦的电力和20千瓦的热能,足够为偏远地区的好几个家庭提供正常的电灯、空调和冰箱等日常家用电器的使用。除此之外,它的采光面上还设置了许多水冷式太阳能晶片,用来接收从36个椭圆形镜子导向它们且经过聚焦的太阳光,这些椭圆形的镜子是用0.2毫米厚的可回收铝箔制成的,并覆有一层银的涂层薄膜。抛物线反射器就像向日葵一样可以整天自动地追随太阳的方向,以便优化太阳辐射的能力,达到最大的利用率。抛物柱面反射器将阳光反射到多个装有光电芯片的微通道液体冷却接收器,每个芯片的尺寸为(1×1)平方厘米,如果按照每天日照时间8小时计算,平均可产生200~250瓦电量。计算下来,一个这样的装置可以给我们带来如此多的能源,最重要的是这种获取的方式环保,无污染!您一定已经感受到不可思议了吧。
图1-14 向日葵太阳能
除了太阳能发电,还有水力发电、核电站发电,只需消耗很少的核燃料,就能产生大量的电能,成本也降低了不少呢!除此之外,更令我们感到不可思议的便是生物质能的利用。说起农作物秸秆、薪柴,还有农林废弃物、动物粪便及藻类大家一定不陌生,可别小看它们,它们比我们想象中要有用许多!如今可以通过微生物作用将它们转化成沼气,还可以制造液体、气体燃料以及生物炭等。
现在,大家是不是对新能源有了更多的了解呢?新能源的发展与社会支持之间是相辅相成的关系。新能源产业可以解决能源危机、通货膨胀、环境问题等许多社会问题。新能源的快速发展中,与其配套的各项管理与技术也是不可或缺的。中国新能源利用前景广阔,今后将大力发展风能、太阳能、地热、生物质能等新能源和可再生能源。我国有丰富的新能源和可再生能源,统计显示,太阳年日照时数在2200小时以上的地区约占国土面积的三分之二以上,具有良好的开发条件和应用价值。可开发的风能资源储量为2.53亿千瓦。地热资源远景储量相当于2000亿吨标准煤,已勘探的四十多个地热田可供中低温直接利用的热储量相当于31.6亿吨标准煤。
想一想,如果我们可以多加开发、合理利用这些能源,并且应用到我们的生活中去,将会产生多少令人惊喜的结果!宝贵的化石资源得到了保护,大气污染也会大大减少,也许在不久的将来,新鲜的空气、蔚蓝的天空和满天的繁星就又会回到我们的身边。
下面,我们再来介绍车联网。可能不少读者对这个词感到陌生,但是说起互联网,大家一定会豁然开朗。互联网就是网络与网络之间所串连成的庞大网络,这些网络以一组通用的协议相连。这种将计算机网络互相连接在一起的方法可称作“网络互联”,在此基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络就是互联网。那么顾名思义,车联网就是车车相连的互联网,它与物联网一样,不仅都离不开最基本的互联网,而且现在都正以多样化的形式侵入我们的生活,将我们带到智能化的生活中去。在这里只对物联网做个简单的介绍。
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物联网——
是指通过各种信息传感设备,实时采集各种需要的信息,目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。它是互联网的延伸和扩展。就像在今天我们已经可以通过手机来操控台灯、空调甚至是汽车,这些都离不开物联网!
车联网的概念引申自物联网,根据中国物联网校企联盟的定义,车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过GPS、传感器、摄像头图像处理等装置,车辆可以完成自身环境和状态信息的采集;通过互联网技术,所有的车辆可以将自身的各种信息传输到中央处理器;通过计算机技术,对这些信息进行分析和处理,达到智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
看看我们身边,每到上下班、周末及节假日,堵车已经成为一种常态,如图1-15所示,如果能将车联网广泛应用到生活中,或许可以改善这种现状。当我们驱车在公路上时,可以利用装在车辆里面的通信终端查询自己的当前位置,实时获得路况信息,从而选择出行的最佳路线。这样我们不仅可以有效地避免交通拥堵,提高行驶速度,还可以减少车辆对道路的无效占用和废气的排放,对整个城市的交通状况和空气质量都有很大的改善,是一举两得的好事!
图1-15 城市堵车现象
除此之外,还有其他的应用呢!比如将一些地方的停车位状态联入互联网,可以看到全市路侧每个停车位的状态,老百姓可以通过手机上网实时查询目的地附近的停车位情况。目前,北京市朝阳区已经有了应用,给百姓带来了极大的便利。当然这只是车联网在我们身边最普遍的一个应用,其实这个领域是广阔而又神秘的!车联网技术是多领域多学科高新技术的集成,是解决交通重大社会问题的关键,也是我国重要产业发展面临的新机遇。车联网的应用,有助于为交通管理机构的管理和规划提供帮助,为消费者出行提供信息支持,可减少大约80%的道路交通事故。同时,还能够促进车辆的节能与环保。
让我们来展望一下,如果把汽车与之前说的新能源和车联网结合在一起擦出怎样不可思议的火花?没错,也许这就是汽车的未来!
目前在这方面,“特斯拉”是典型的代表。如图1-16所示,它是一款纯电动车、超级跑车,采用18650电池,充满电可以行驶480千米以上,加速只需要短短的4.2秒。更加酷炫的是,它可以通过手机远程控制窗、灯、锁,充电的监控和中断,它有17寸中控超大触屏,可以轻松连接互联网,实时获取各种信息。特斯拉用最具创新力的技术,减少了全球交通对石油资源的依赖,加速了可持续交通的发展,同时将车联网运用其中,这种“IT造车”的思维是当下我们最值得学习的!
图1-16 “特斯拉”电动汽车
读到这里,我们是不是已经被这种新能源车联网的技术所震撼?不得不承认,这些科技发明正在不断地改变着我们的生活。我们相信,只要靠人类不懈的努力,车的进化会远远超出我们的想象。让我们一起为美好的环境以及更智能更环保的出行奋斗吧!