高效太阳能半导体制冷系统关键问题研究

• 作 者: 戴维涵
• 机 构: 上海交通大学
• 出 处: 上海交通大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 太阳能电池 半导体制冷 COP 冰箱 集热器模型

本文从提高太阳能半导体冰箱系统效率的目的出发，并以此为课题，针对几个关键性的问题分别展开研究。
首先，着重对半导体制冷的材料发展、理论研究、应用研究、散热条件研究以及太阳能电池理论及应用研究等方面进行综述。总结了太阳能半导体冰箱国内外研究现状。
第二，提出了简单可靠的半导体制冷元件的特性参数测试方法和装置，并且在冰箱中测试分析了几种不同型号的制冷元件，对半导体冰箱中制冷元件的选型具有一定的指导意义。
第三，建立了半导体冰箱散热研究的试验装置并设计了8种不同实验工况。从理论和实验测试上，对半导体制冷冰箱冷热端的不同换热方式和强度对制冷性能的影响进行研究，得到了冷端和热端总换热系数各自的变化对制冷量和COP的影响的规律，最后提出更应注重提高热端总换热系数的结论。
第四，为了研究太阳能电池自然通风冷却对效率的影响，建立了具有强化自然通风效果的太阳能电池实验系统，并从理论上建立了基于该通风系统的太阳能电池集热模型，模型可根据不同环境条件预测电池表面温度及效率。
最后，对具有蓄电池储能装置的光伏半导体冰箱进行匹配设计，通过设计的制冷负荷计算得到功耗，并以此选配了蓄电池和太阳能电池组件，并在3种典型天气条件下实测分析实际运行性能表现，对匹配设计的合理性进行初步检验。