太阳能热水器温差发电技术的研究

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1、太阳能热水器温差发电技术的研宄董旭，聂玮，计梦瑶，曹永胜指导老师：尹忠东教授StudybasedonthetemperaturedifferencebetweensolarthermalpowergenerationfeasibilityDongXu，NieWei,JiMengyao，CaoYongsheng(NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)摘要：太阳能热水器、太阳能电池等利用太阳能热的技木应用相当广泛，这些产品的太阳能利用率不

2、是很高。利用塞贝克效应，将太阳能热水器与半导体温差发电模块有机结合，得到由太阳能驱动半导体温差发电片发电的装置，其无噪音、寿命长、性能稳定。此外，本文设计太阳能温差发电系统的稳压电路，充电保护电路，阐述通过升压逆变实现并网的构想。关键词：温差发电模块；太阳能热水器；稳压电路；保护电路；并网Abstract:.Atpresentthesolarwaterheater，solarbatteryusingsolarheatasthetechnologyiswidelyused，buttheproductofs

3、olarenergy'sutilizationrateisnothigh.BasedontheSeebeckeffect,throughcombiningthesolarwaterheaterandthetemperature-differencesemiconductormodule，wecangetthethermoelectricgeneratordrivenbythesolarenergy.Alsosuchdevicehaveadvantageofnonoise,longlife,stablep

4、erformanceandsoon.Inaddition，thearticleaswellasdesignstheVoltagecircuitandthebattery-chargeProtectioncircuitofthethermoelectricsystem,andtheconceptofgridincorporationbyvoltagepromotingandinversionwillbeexpounded.Keywords:temperaturepowermodule;solarwater

5、heaters，Voltagecircuit，Protectioncircuit，grid1太阳能及相关产品概况太阳能是一种洁净和可持续产生的能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。既然我们有着如此富足的太阳能，那么如何更好地开发利用太阳能资源，造福于民，缓解全国用电压力，就应该成为当务之急。伴随着对太阳能的研宂，现在已有很多太阳能产品。如人们所熟悉的太阳能热水器、太阳能路灯、太阳能电池板、太阳能保温式沼气、太阳能照明灯、太阳能锅炉等等。另外，从1872年世界上第一座太阳能蒸馏

6、器在智利诞生，太阳能就被用來进行海水淡化。“九五”太阳能空调计划取得圆满成功标志着习惯上被用來产热的太阳能被用來制冷也取得了很大的成就。但以上所述太阳能产品对太阳能的利用率又是怎样的呢？我们以太阳能电池为例来分析一表1太阳能电池分类及相关参数电池种类实验室中最高转化率规模生产时的效率单晶硅太阳能电池24.70%15%多晶硅薄膜太阳能电池18%10%非晶硅薄膜太阳能电池8.28%暂无多元化合物薄膜太阳能电池16.5%暂无聚合物多层修饰电极型太阳能电池起步阶段暂无纳米晶太阳能电池10%10%有机太阳能电池1

7、5%7%巾以上表格可以得出结论：单晶硅太阳能电池转换效率最高，在实验室里最高的转换效率为24.7%,规模生产时的效率也仅为15%,而其他类电池则效率更低。比如多晶硅薄膜太阳能电池,其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率仅为10%。而我们下面讲的太阳能驱动半导体温差发电器在发电的同时将太阳能循环利用，提高了利用率。2太阳能驱动半导体温差发电器构想2.1太阳能热水器利用现状图1太阳能热水器如果在解决原材料难以获得突破的前提下，能将太阳能转换效率大大提高，则将是对太阳能利用的一大飞越。于是，我们

8、把目光放在目前对太阳能利用很成熟的太阳能热水器领域。图1所示为一种太阳能热水器外形。太阳能热水器是利用集热管吸收太阳能量并将其转化成热能从而进一步加热水的装置。2001年到2006年太阳能热利用产业快速发展。2006年销售额近300亿元。屮国太阳热水器2005年安装量为IU:界的77%。太阳能热水器已得到普遍应用，II经济效益、环保效益可观。但是，经我们调查分析，在光照条件好的情况下(如北方晴朗夏日)，太阳能热水器屮的水午后时分即可达到沸点