2.5本章小结
本章主要讲述了太阳能光伏发电部分,简单介绍了太阳能光伏发电,包括光伏效应的发现历史和光伏效应的基本原理,太阳能光伏电池,光伏电池的选择。还说明了所购买的太阳能发电控制器,包括基本参数和工作原理。最后简单介绍了选用的蓄电池。
在实物制作过程中遇到了很多困难,并通过思考和实践逐个得到了解决。比如在组装太阳能光伏电池过程中,焊接是一个小的考验,焊点跟焊锡不是很容易接触,而且每个点焊接时间不宜过长,否则长时间高温会对反面的硅模块造成损伤,最后我选择了将焊锡融在电烙铁上,然后滴在焊点上,快速接入导线。还有就是蓄电池拿到的时候已经没什么电了,为了测试和使用要对其进行充电,但是没有充电器。最后想到实验室有稳压电源,我把电压调到了14V,电流调到了1A,然后对蓄电池充电。
本章内容为我的毕设实物制作提供了有力的理论依据。
3 半导体制冷
半导体制冷具有太多很多优点,同时也有很多缺点,在未来经过科学研究,克服困难并减少其缺点,它将是未来制冷主要发展方向。本课题中半导体制冷部分由半导体制冷片和散热部分。
3.1 半导体制冷原理
半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理,该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的,即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时,在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量,而另一个接头处则吸收热量,且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的,改变电流方向时,放热和吸热的接头也随之改变,吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比,且与两种导体的性质及热端的温度有关如图3-1:
图3-1 半导体制冷片工作原理
Πab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数 ,单位为[V], Πab为正值时,表示吸热,反之为放热,由于吸放热是可逆的,所以Πab=-Πab。金属材料的帕尔帖效应比较微弱,而半导体材料则要强得多,因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。
半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。N型材料有多余的电子,有负温差电势。P型材料电子不足,有正温差电势;当电子从P型穿过结点至N型时,结点的温度降低,其能量必然增加,而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。相反,当电子从N型流至P型材料时,结点的温度就会升高。
直接接触的热电偶电路在实际应用中不可用,所以用下图的连接方法来代替,实验证明,在温差电路中引入第三种材料(铜连接片和导线)不会改变电路的特性(如图3-2)。
图3-2 半导体制冷片内部构造
这样,半导体元件可以用各种不同的连接方法来满足使用者的要求。把一个P型半导体元件和一个N型半导体元件联结成一对热电偶,接上直流电源后,在接头处就会产生温差和热量的转移。
在上面的接头处,电流方向是从N至P,温度下降并且吸热,这就是冷端;而在下面的一个接头处,电流方向是从P至N,温度上升并且放热,因此是热端。
因此是半导体致冷片由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成,而N/P之间以一般的导体相连接而成一完整线路,通常是铜、铝或其他金属导体,最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来,陶瓷片必须绝缘且导热良好,外观如图3-3所示:
图3-3 半导体制冷片
3.2 半导体制冷片的选择
3.2.1 制冷片选择时考虑的因素:
(1) 被冷却物体所欲达到的温度;
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