(太阳能半导体温差发电器的输出功率)

时间:11月28日 来源:太阳能控制器 访问:
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  半导体温差发电器是利用半导体的独特性质,将热直接转变成为电的种发电机,如何利用热电效应直接把低品位的热源转换为电能的研究己成为个热点问。在我国包括地热太阳能工业度热在内的低品位的热源十分富。如果借助热电器件来有效地利用这吗低品位的热源。把它转化为电能,这将产生良性循环。叮缓解日益严重的环境污染问,必定具有很大的经济价值和社会效益。在国外,半导体热电发电己用于浮标灯用电源石油管道中无人中继站电源和野战携带电溆有应用于偏远无人地区的以天然气为燃料的热电发电机和用于汽车柴油机的余热发屯机2.其正常运财的功率己达。近来。有些学荇应用非平衡态热力学和限时间热力学理论优化半导体温差发电器的性能取得了些有意义的结果+本文将在这些研究的基础上,利用太阳能集热器的般热损失模型和不可逆温差发电器模型,探讨太阳能驱动的半导1太阳能驱动的温差发电器模型太阳能驱动的半导体温差发电器通常由太阳能集热器和半导体温差发电器组成,其简单模型1.为太阳能集热器的工作温度,乃为环境温度,半导体温差发电器热端和冷端的温度分别为2和,温差发电装置所涉及的热效应主要有帕尔帖效应焦耳效应和热传导。其吸热率和放热率分别为其中,仍仍分别为热冷端的帕尔帖热,7为经电偶臂的导热,沿为焦耳热,为,1半导体电偶臂的西伯克系数,为回路电流,灸为芯片导热系数,及是芯片的总电阻。当热电装置的热。冷端的热交换为,限速宇时,苦设传热服从牛顿传热记律。则有其中,怂分别为半导体电臂与高低热源间的传热系数。

  太阳能集热器的效率与集热器的热损失模型有关。当集热器的工作温度不太高时,热损失主要来源,对流和热传导。辐射热损失是次要的,则太阳能集热器的效率可。樘仍其中,仍为集热器提供的有用热能,必=,儿为入射到集热器的总太阳能,化为光学效率,儿和分别为集热器的开口面积和吸收面积,从=474,以。,是集热器的传热系数。由式应用上述模型所给出的方程可讨论不⑴逆太阳2系统的输出功率达式和最大输出功率由式34和式8,可得半导体温差发屯器的结温度为由式349和10,可得太阳能驱动的半导体温差发电器的输出功率为其中。,1厂山式1论太阳能咖动的半导体温发屯器能的个基本的重要关系式。
  ⑴式和极值条件竽,可求得对于给定的当尸为极大值时应满足条件由12式解得代入式可得在给定的,下,太阳能驱动的半导体温差发电器的最大输出功率。显然12式是个关于的解析式,它十分繁杂。然而,在些特殊情况下,由12式可求得最大输出功率的解析式。例如0时,系统中的不可逆传热的影响可忽略,则,和户可分别简单地为显,和是太阳能驱动的温差发电器的两个重要参甄因为它确定了这类温差发电器输出电流和功率的上限。

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