太阳能半导体保鲜装置实验设计与性能研究
发布时间：2021-12-11 02:03
提出了在露天环境下一种太阳能半导体保鲜装置,并对装置结构、半导体制冷组件、光伏组件进行了设计计算与选择,最后对该装置进行实验研究与分析。实验表明,在稳定工况下半导体制冷片存在最佳制冷系数的电流Iopt=2.7 A,最大制冷量的电流Io=3.5 A;不同环境温度下保温箱的温度在40—50 min时趋于稳定,且在环境温度T0=30℃时,半导体制冷系数COP达到最大值为0.426;随散热风扇电压增大,半导体制冷系数COP增大,而系统COP’先增大后减小,且在环境温度T0=30℃、输入电压为10 V时COP’达到最大值为0.391。
【文章来源】：低温工程. 2019,(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
太阳能半导体制冷系统Fig．1Solarsemiconductorrefrigerationsystem
体制冷元器件、温度测量装置与保鲜箱等组成，如图1所示。图1太阳能半导体制冷系统Fig．1Solarsemiconductorrefrigerationsystem2．1半导体制冷原理半导体制冷的原理主要源于帕尔贴效应，P，N型两种半导体材料接触，P型半导体材料中存在空穴，而N型半导体材料存在大量价电子。在半导体冷端，电流方向N→P，电子克服电流做功吸收环境中的热量;在半导体热端，电流方向P→N，向周围环境放热［12］。将多个PN型半导体材料进行串联，形成热电制冷电堆，如图2所示。2．2太阳能发电原理太阳能发电可视为半导体制冷工作的一个逆过程。光伏板上的P、N型半导体材料受到太阳光辐射，温度升高，存在温度差，并产生大量的空穴和电子对，P型半导体材料和N型半导体材料接触产生电势图2热电制冷电堆原理Fig．2Principleofthermoelectricrefrigerationreactor差，成为了太阳能电池，并以直流电的形式供电［13］，如图3所示。图3太阳能发电热电原理Fig．3Thermoelectricprincipleofsolarpowergeneration2．3系统工作太阳能光伏组件由光伏板、控制器、蓄电池组成。强太阳能光照辐射时，太阳能电池向半导体制冷片供电的同时向蓄电池充电，反之，阴雨天太阳能发出不足电量由蓄电池补偿，控制器防止蓄电池过充电和过放电。半导体制冷片的效率与冷热端温差有关，对热端进行有效散热能够提高半导体制冷系统性能［3，14］。本设计热端采用翅片、热管进行强迫对流散热，而冷端在保鲜箱内考虑冷量的散冷，采用冷板进行散冷。半导体制冷片与散热装置所需的电源由太阳能发电提供。3实验装置设计
诎氲继迦榷耍?缌鞣较?P→N，向周围环境放热［12］。将多个PN型半导体材料进行串联，形成热电制冷电堆，如图2所示。2．2太阳能发电原理太阳能发电可视为半导体制冷工作的一个逆过程。光伏板上的P、N型半导体材料受到太阳光辐射，温度升高，存在温度差，并产生大量的空穴和电子对，P型半导体材料和N型半导体材料接触产生电势图2热电制冷电堆原理Fig．2Principleofthermoelectricrefrigerationreactor差，成为了太阳能电池，并以直流电的形式供电［13］，如图3所示。图3太阳能发电热电原理Fig．3Thermoelectricprincipleofsolarpowergeneration2．3系统工作太阳能光伏组件由光伏板、控制器、蓄电池组成。强太阳能光照辐射时，太阳能电池向半导体制冷片供电的同时向蓄电池充电，反之，阴雨天太阳能发出不足电量由蓄电池补偿，控制器防止蓄电池过充电和过放电。半导体制冷片的效率与冷热端温差有关，对热端进行有效散热能够提高半导体制冷系统性能［3，14］。本设计热端采用翅片、热管进行强迫对流散热，而冷端在保鲜箱内考虑冷量的散冷，采用冷板进行散冷。半导体制冷片与散热装置所需的电源由太阳能发电提供。3实验装置设计与搭建3．1选择制冷片组件本文实验设计保鲜箱的箱内尺寸500mm×500mm×200mm，根据冷库设计手册，保鲜温度为0—10℃左右。保温箱底部的冷板与半导体片硅胶粘合接触，以环境温度T0=35℃，稳定工作保鲜箱内14
本文编号：3533808
【文章来源】：低温工程. 2019,(05)北大核心CSCD
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太阳能半导体制冷系统Fig．1Solarsemiconductorrefrigerationsystem
体制冷元器件、温度测量装置与保鲜箱等组成，如图1所示。图1太阳能半导体制冷系统Fig．1Solarsemiconductorrefrigerationsystem2．1半导体制冷原理半导体制冷的原理主要源于帕尔贴效应，P，N型两种半导体材料接触，P型半导体材料中存在空穴，而N型半导体材料存在大量价电子。在半导体冷端，电流方向N→P，电子克服电流做功吸收环境中的热量;在半导体热端，电流方向P→N，向周围环境放热［12］。将多个PN型半导体材料进行串联，形成热电制冷电堆，如图2所示。2．2太阳能发电原理太阳能发电可视为半导体制冷工作的一个逆过程。光伏板上的P、N型半导体材料受到太阳光辐射，温度升高，存在温度差，并产生大量的空穴和电子对，P型半导体材料和N型半导体材料接触产生电势图2热电制冷电堆原理Fig．2Principleofthermoelectricrefrigerationreactor差，成为了太阳能电池，并以直流电的形式供电［13］，如图3所示。图3太阳能发电热电原理Fig．3Thermoelectricprincipleofsolarpowergeneration2．3系统工作太阳能光伏组件由光伏板、控制器、蓄电池组成。强太阳能光照辐射时，太阳能电池向半导体制冷片供电的同时向蓄电池充电，反之，阴雨天太阳能发出不足电量由蓄电池补偿，控制器防止蓄电池过充电和过放电。半导体制冷片的效率与冷热端温差有关，对热端进行有效散热能够提高半导体制冷系统性能［3，14］。本设计热端采用翅片、热管进行强迫对流散热，而冷端在保鲜箱内考虑冷量的散冷，采用冷板进行散冷。半导体制冷片与散热装置所需的电源由太阳能发电提供。3实验装置设计
诎氲继迦榷耍?缌鞣较?P→N，向周围环境放热［12］。将多个PN型半导体材料进行串联，形成热电制冷电堆，如图2所示。2．2太阳能发电原理太阳能发电可视为半导体制冷工作的一个逆过程。光伏板上的P、N型半导体材料受到太阳光辐射，温度升高，存在温度差，并产生大量的空穴和电子对，P型半导体材料和N型半导体材料接触产生电势图2热电制冷电堆原理Fig．2Principleofthermoelectricrefrigerationreactor差，成为了太阳能电池，并以直流电的形式供电［13］，如图3所示。图3太阳能发电热电原理Fig．3Thermoelectricprincipleofsolarpowergeneration2．3系统工作太阳能光伏组件由光伏板、控制器、蓄电池组成。强太阳能光照辐射时，太阳能电池向半导体制冷片供电的同时向蓄电池充电，反之，阴雨天太阳能发出不足电量由蓄电池补偿，控制器防止蓄电池过充电和过放电。半导体制冷片的效率与冷热端温差有关，对热端进行有效散热能够提高半导体制冷系统性能［3，14］。本设计热端采用翅片、热管进行强迫对流散热，而冷端在保鲜箱内考虑冷量的散冷，采用冷板进行散冷。半导体制冷片与散热装置所需的电源由太阳能发电提供。3实验装置设计与搭建3．1选择制冷片组件本文实验设计保鲜箱的箱内尺寸500mm×500mm×200mm，根据冷库设计手册，保鲜温度为0—10℃左右。保温箱底部的冷板与半导体片硅胶粘合接触，以环境温度T0=35℃，稳定工作保鲜箱内14
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