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太阳能半导体空调器的实验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:42:00
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太阳能半导体空调器的实验研究【摘要】:随着太阳能电池和半导体制冷技术的不断发展,太阳能光电转化效率及半导体的制冷效率都得到了很大提高。本文将太阳能光伏发电与半导体制冷技术相结合,对

【摘要】:随着太阳能电池和半导体制冷技术的不断发展,太阳能光电转化效率及半导体的制冷效率都得到了很大提高。本文将太阳能光伏发电与半导体制冷技术相结合,对太阳能半导体空调器进行了实验研究。 首先,在光伏发电和半导体制冷的基本原理、应用及发展现状的基础上,设计并搭建了实验系统。通过实验得出了太阳能电池的最佳倾角是25°;测试了太阳能电池的U-I特性,得出了太阳能电池的填充因子约为0.59,转换效率约为10.4%;测试太阳辐射强度特性得出:在温度不变的情况下,开路电压和短路电流都随着太阳辐射强度的增大而增大,开路电压呈现出对数变化,而短路电流呈现出线性变化;在太阳辐射强度不变的情况下,环境温度的升高将导致开路电压的不断减小,但短路电流却会不断增大。 其次,制冷实验结果表明:制冷空间的温度随着工作电流的增大先降低后升高,随着环境温度的增大而升高,随着热端风扇功率的增大而降低。制热实验结果表明:制热空间的温度随着工作电流的增大而升高,可以通过改变工作电流的大小调节制热空间的温度。 最后,对太阳能半导体空调器进行了成本及减排效益的分析,分析得出:使用寿命按20年计算时,系统的年平均费用约为1009.3元;系统所产电量折标煤计算,可以累计减少污染物排放量5.970吨,总的减排效益高达30958.5元。 【关键词】:太阳能 光伏发电 半导体制冷 实验测试
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU831
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第1章 绪论8-16
  • 1.1 太阳能光伏发电8-11
  • 1.1.1 太阳能的特点8-10
  • 1.1.2 太阳能光伏发电的发展与应用10-11
  • 1.2 半导体制冷11-13
  • 1.2.1 半导体制冷的特点11-12
  • 1.2.2 半导体制冷的发展与应用12-13
  • 1.3 太阳能半导体空调系统的发展与应用13-14
  • 1.4 论文的主要研究内容14-16
  • 第2章 太阳能光伏发电和半导体制冷的基本原理16-30
  • 2.1 光伏发电的基本原理16-18
  • 2.2 太阳能电池的特性18-24
  • 2.2.1 光照的影响18-20
  • 2.2.2 光谱响应20-21
  • 2.2.3 温度的影响21-22
  • 2.2.4 寄生电阻的影响22-24
  • 2.3 半导体制冷的基本原理24-29
  • 2.3.1 塞贝克效应24-25
  • 2.3.2 帕尔贴效应25-27
  • 2.3.3 汤姆逊效应27-28
  • 2.3.4 傅里叶效应28
  • 2.3.5 焦耳效应28-29
  • 2.4 本章小结29-30
  • 第3章 实验系统的设计30-43
  • 3.1 实验系统概述30-31
  • 3.2 实验设备及元件的选择31-42
  • 3.2.1 太阳能电池的选择31-35
  • 3.2.2 半导体制冷器的选择35-37
  • 3.2.3 蓄电池的选择37-38
  • 3.2.4 控制器的选择38-39
  • 3.2.5 辅助设备及元件的选择39-42
  • 3.3 本章小结42-43
  • 第4章 实验结果与分析43-77
  • 4.1 太阳能电池的特性测试43-63
  • 4.1.1 太阳角和太阳辐射的计算43-48
  • 4.1.2 最佳倾角的测试48-53
  • 4.1.3 U-I 特性的测试53-61
  • 4.1.4 辐射强度特性的测试61-63
  • 4.2 半导体制冷/制热实验结果与分析63-72
  • 4.2.1 制冷实验结果与分析63-71
  • 4.2.2 制热实验结果与分析71-72
  • 4.3 太阳能半导体空调器的设计72-74
  • 4.4 太阳能半导体空调器的可行性分析74-76
  • 4.4.1 成本分析74-75
  • 4.4.2 系统减排效益分析75-76
  • 4.5 本章小结76-77
  • 第5章 结论与展望77-80
  • 5.1 结论77-78
  • 5.2 展望78-80
  • 致谢80-81
  • 参考文献81-84
  • 附录 攻读硕士学位期间发表的论文84


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