SP1848温差发电片的实验研究

用自制的温差发电实验仪测量了 SP1848温差发电片在不同温差(10 ℃、20℃、30℃、40℃、50℃)下的电学输出特性数据。测试结果表明:输出电流与负载R成反比;输出电压先随负载迅速增大,然后逐渐趋于饱和,输出功率先随负载从0迅速增大至最大值(负载电阻8-15Ω区间达到最大值),然后逐渐衰减至0;最大输出功率随温差呈非线性关系,可用二次函数进行拟合。实验结果显示,所制备的温差发电实验装置数据合理,较为准确,可以运用到实验教学中。     

基于甲烷燃烧的热电转换特性实验研究

本文介绍了基于温差热电转换原理的小型燃烧温差热电转换系统,并通过实验研究了小型甲烷燃烧器的性能特点,并对影响温差发电系统发电性能的因素进行了研究分析.实验表明:小型燃烧器工作稳定可靠,可燃流量范围和着火当量比范围较宽;负载电阻、当量比、输入能量(燃料流量)以及外界换热条件都会对系统的功率输出和效率产生明显的影响.实验中获得了最高569 mW的功率输出和0.55%的系统发电效率.     

菲涅耳聚光下半导体温差发电组件性能研究

采用菲涅耳透镜汇聚太阳辐射,提高半导体温差发电组件的热端温度,冷端利用散热片进行散热.从热流密度的角度建立了半导体温差发电片理论分析模型,实验基于稳态的条件下,忽略冷热端之间以及电臂间的空气对流和辐射,研究菲涅耳聚光下半导体温差发电组件的性能,推导出了半导体温差发电片的温度梯度d T/dx关系式,获得了输出电流、输出功率及热电转换效率的表达式.研究表明:随着电阻比率a(RL/R)的增大,半导体温差发电器件的输出电流I减小,输出功率P和转换效率ηhe先增大后减小,且在a=1时,其输出功率和转换效率最高.随着温差比率b(?T/T_(H2))的增大,无论a取何值,其输出功率P和转换效率ηhe均增大.实验研究中,半导体温差发电片应偏离菲涅耳透镜焦平面一定距离以获得较好输出特性.通过温差发电片的不同串并联组件可获得相应输出电压.     

自启动太阳能温差发电系统

基于现有的温差发电理论,建立太阳能热水器与温差发电片组结合的自启动温差发电系统模型.作为大学生物理演示实验仪器的制作实践,设计了其温差发电片组在温差条件变化情况下的发电输出功率和维持稳定温差所需水泵的消耗功率、水泵流量和体系热散失关系的物理实验,并验证了自启动温差发电模型的可行性.     

使用相变换热的温差发电器的数值模拟

为了解决温差发电技术中发电片热端与尾气间传热温差大造成的输出功率和热电转化效率不高的问题,本文提出通过改变尾气与温差发电片热端之间的传热结构,且在结构中充以气液相变工质的方法强化传热,并通过数值模拟的方法比较了加装相变结构前后温差发电器性能的变化。在此基础上,研究了尾气温度、流量及相变换热温差发电器的结构参数对其输出功率及效率的影响规律。结果表明,特定尺寸的相变结构可大幅提高发电器的输出功率及转化效率,但其优化效果受工质蒸发温度的限制。     

太阳能电池输出特性的研究

通过对FD-OE-4型太阳能电池进行实验测试,获得了其输出功率与输出电流、输出电压以及外接电阻的关系,找到了该太阳电池在最大输出功率时的外接电阻;测量了该太阳电池的最大输出功率与光照度之间的关系;并提出了一种测量太阳能电池效率的新方法,实验结果显示:太阳能电池的效率与光照度无关。     

内燃机排气余热回收梯级分段温差电单偶模拟分析

本文选取了Bi_2Te_3和CoSb_3两种温差电材料设计了一种梯级分段温差电单偶,并对其建立了数学模型,导出温差电单偶的功率和效率计算公式,分析冷热端陶瓷片表面温度、温差电单偶长度以及表面对流传热系数对分段温差电单偶性能的影响。分析结果表明提高热面温度、降低冷面温度和提高热表面对流传热系数均可以提高分段温差电单偶的最大输出功率和最大转换效率。缩短温差电单偶的长度可以增大最大输出功率,但会导致最大转换效率的明显下降。     

光照强度对太阳能电池特性影响的实验研究

阐述了太阳能电池特性的相关理论,用实验方法研究了太阳能电池开路电压、短路电流、最大输出功率、最佳负载电阻及填充因子与光照强度的关系,结果表明,太阳能电池的开路电压、短路电流、最大输出功率随光照强度的增强而增大,最佳负载电阻和填充因子随光照强度的增强而减小,其中随着光照强度减弱而最佳负载电阻增大并未发现有相关的理论分析或仿真结果的报道,其他结果与太阳能电池特性相关理论一致.     

聚光光伏与温差联合发电装置的研究

针对太阳能量利用率较低的现状,设计了基于砷化镓多结太阳能电池、半导体温差发电片的聚光光伏与温差联合发电装置.通过测量得出单独聚光光伏发电模块在几何聚光比为75时光电转换效率最大,达31.87%;而在加了半导体温差发电模块之后在几何聚光比为112时系统光电转换效率达32.81%,提高了整体光能量转化电能效率.     

硅太阳能电池负载对功率的影响

针对硅太阳能电池输出功率受条件约束的问题,讨论负载对硅电池的影响.通过测定硅电池的开路电压U∝、负载电压UL,计算不同负载RL下的输出功率PL?利用origin软件对数据进行处理,分析出最大功率时的负载.重点针对追求硅电池的功率最大输出和硅电池功率稳定输出以及硅电池电源效率3种情况,给出了负载相应的范围.     

带有压缩机余热温差发电装置的家用空调性能试验研究

世界范围内的能源危机和环境污染日益严重,为了充分利用家用空调系统中的低品位能,提高空调性能,降低空调能耗,对带有温差发电装置的家用空调性能进行了试验研究。试验结果发现:在额定制冷工况下,利用压缩机余热发电装置的空调系统与空调原型机相比输入功率降低43.5W,制冷量提高2.8%,能效比提高9.0%。温差发电装置中发电片冷热端最大温差为17.5℃,平均温差为13.2℃,冷热端温差较小。系统性能还可通过改变冷却方式和优化系统来提高。因此,温差发电技术在家用空调余热回收方面具有广阔的应用前景。     

基于塞贝克效应的热电转换装置

温差发电是一种新式的环境友善型能源技术,可以将废热转换为电能.本文设计了基于塞贝克效应的热电转换装置,实现了温差发电.基于单片机系统和OP07芯片设计了有源I/V变换电路,将温差发电输出的电压信号在LCD1602液晶屏上显示,并计算出不同温度差输出的电功率.实验结果表明热电转换输出的电压随着温度差变大而增加,且呈线性关系,单片发电片的热电转换效率达到0.11%,使用热电转换装置可以给用电量较小的设备供电.     

光照强度对太阳能电池特性影响的实验研究

为研究光照强度对太阳能电池特性的影响,以改变光照距离的方法收集了相关数据,对太阳能电池的特性作了初步的分析和讨论,得出了太阳能电池开路电压、短路电流、内阻、最大输出功率、最佳负载电阻及填充因子与光照强度的关系,且发现一定光照下最佳负载电阻低于该光照下太阳能电池的内阻。     

硅太阳能电池特性的实验研究

本文对硅太阳能电池中的单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池的伏安特性、负载特性作了初步的分析和研究.对本科生的实验教学产生了较好的实验效果.     

基于模型辨识的BP神经网络在光伏系统MPPT中的应用

光伏电池作为光伏发电系统的重要组成部分,研究其模型的准确性并对其最大功率点进行预测与跟踪,对于光伏发电效率的提高具有重大意义。本文首先根据光伏电池的内部结构和伏安特性建立其数学模型,并对所建立的模型进行参数辨识,进而得到模型输出与测量信息偏差最小的参数值,验证模型的准确和有效性。根据模型所反映的规律,将温度和光照强度作为输入变量,最大功率点对应的电压作为输出变量,构建了用于MPPT的神经网络模型。神经网络经训练后对最大功率点电压进行预测与跟踪,结果表明构建的神经网络具有良好的适应性。     

水浴法测量硅太阳能电池的环境温度特性

采用水浴法研究环境温度对硅太阳能电池的开路电压、短路电流及填充因子等参量的影响.研究结果表明,随着环境温度的升高,开路电压逐渐上升,而短路电流、填充因子和最佳负载对应的最大输出功率都逐渐减小.     

半导体温差发电过程的模型分析与数值仿真

本文提出一种新型的半导体温差发电模型,在温差发电过程的数值模拟中考虑了热电单元之间封闭腔体内空气传热的影响.同时进一步运用有限元的数值计算方法对不同电臂对数和不同型号温差发电模型的温度场、电压场进行了数值仿真计算,并对仿真结果进行分析.结果表明:采用127对热电单元模型计算的能量转换效率随冷热端温差增大而迅速提高,与采用1对热电单元模型计算的能量转换效率之差从冷热端温差为20℃的0.39%提高到冷热端温差为220℃时的5.16%,能量转换效率比1对热电单元平均高出3.02%.冷端温度恒定在30℃时,温差发电芯片的输出电压、功率以及能量转换效率均随着电偶臂的横截面积的增大而提高,且电偶臂冷热两端的温差越大提高幅度也越大,而温差发电芯片内阻则与电偶臂横截面积成反比关系,当温差为220℃时对应的输出功率最高达28.9 W.     

燃烧型超高频热声斯特林发电机实验研究

几十至几百瓦级便携式发电设备在离网应用和应急救灾等场景发挥着重要作用。自由活塞斯特林热机因其外燃属性带来的燃料适应性好、高效、可靠和静音等突出优点而有望成为便携式电源系统的重要发电技术。本文首次提出柴油气化燃烧驱动超高频自由活塞斯特林发电机的便携式发电系统。基于热声学的阻抗匹配和燃烧–交变流动热耦合,设计并研制了一套实验系统,实验中系统考察了不同燃烧功率下的输出特性,并开展了损失分析。初步实验结果表明,该发电系统在加热温度约为600℃时的最大输出电功为320 W,以柴油热值计算的最高热电效率为11.28%。受益于130 Hz的超高工作频率,发电机本体的比功率为90 W/kg,展现出良好的应用潜力。     

灰尘对硅系列太阳能电池性能的影响

搭建了基于灰尘覆盖的太阳能电池特性测试系统,研究了灰尘覆盖对单晶硅、多晶硅和非晶硅3种硅太阳能电池的光电转换特性的影响.结果表明:3种硅太阳能电池的光电转换性能在灰尘均匀覆盖后均下降,但I-V曲线的形状未改变.随着灰尘面密度的增大,3种太阳能电池的最大输出功率、短路电流、开路电压和转换效率指数下降,短路电流下降较快,开路电压下降缓慢,转换效率在电池覆盖0.1g灰尘相比于未覆盖灰尘时下降了约30%;填充因子变化受灰尘影响较小,仅非晶硅太阳能电池的填充因子略有浮动.     

太阳能电池的特性测量与应用

正1主要内容由太阳能电池封装成太阳电池组件,再按需要将1块以上的组件组合成一定功率的太阳电池方阵,经与储能装置、测量控制装置及直流-交流变换装置等相配套,即构成太阳电池发电系统,也称之为光伏发电系统(图1).开设该实验的目的是让学生掌握太阳能电池的特性,了解太阳能电池的应用,通过具体的应用设计,提高学生的兴趣.实验内容(3学时)包括:1)测量不同照度下太阳能电池的伏安特性、