沙漠地區(qū)太陽能半導體制冷空氣取水裝置的實驗性研究.pdf

1、眾所周知，在我國西部地區(qū)土地沙漠化很嚴重，沙漠地區(qū)缺少水分，植物很難存活，當?shù)厝藗兊娜粘Ｉ钜埠苁苡绊?。然而沙漠地區(qū)雖然白天溫度高，濕度低，但是沙漠地區(qū)的夜晚濕度大，也就是說，夜晚沙漠空氣中含有大量的水蒸氣。究竟如何才能在沙漠地區(qū)獲得水，一直是人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。本文研究的目的是采用半導體制冷結(jié)露的方法從濕度大的空氣中獲得水分。半導體制冷通過直流電后會出現(xiàn)一端制冷、一端發(fā)熱，含濕量較高的空氣通過制冷片冷端表面，空氣中的水分凝結(jié)出來。西北

2、地區(qū)陽光日照時間長，有充足的的太陽能可供使用，我們利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為半導體制冷提供電能，本文提出的沙漠地區(qū)采用太陽能驅(qū)動半導體制冷從空氣中獲取水分。
　　本文主要研究了半導體制冷的原理，半導體制冷的工況，提出了半導體制冷最優(yōu)的工況——既能保證較小的耗能，又能保證較高的制冷系數(shù)。研究了半導體的工作電流與制冷效率、制冷量的關(guān)系，通過實驗驗證最優(yōu)工況條件下的工作電流。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池板、控制器、逆變器、蓄電池組成，

3、其核心成分是太陽能電池板，在地理位置確定的情況下，本文研究太陽能電池擺放的角度對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率、輸出電壓、輸出電流的影響。
　　通過一系列的理論研究和實驗結(jié)果，我們了解到半導體制冷的最優(yōu)工況是存在的，在半導體型號確定的情況下，隨著制冷片通電電流的增加，制冷片熱端溫度越來越大，而冷端溫度越來越低。但是在通電電流超過一定限度后，制冷片冷端溫度會逐步上升。制冷片冷熱兩端的溫度最終穩(wěn)定的速度很快，能夠保證冷熱兩端持續(xù)溫度不發(fā)

4、生較大波動。
　　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓、斷路電壓隨著電池板擺放角度的變化趨勢一致，無論擺放角度如何變化，斷路電壓總大于輸出電壓，而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流、短路電流隨著電池板擺放角度的變化情況相同，隨著擺放角度的增加，短路電流總大于輸出電流。在擺放角度在30°～60°范圍內(nèi)輸出功率明顯比其他角度要大，其中太陽能電池板擺放角度為45°時，輸出功率最大。
　　本次試驗過程中，我們制作尺寸為0.6m×0.6m×0.4m

5、的半導體制冷箱，制冷箱的材料是有機玻璃，制冷箱外表面鋪設(shè)外保溫材料，制冷箱系統(tǒng)的耗電量為240W。在通電電流為3.5A情況下，型號為TEC1-12706的制冷片達到最優(yōu)制冷工況。選用額定功率100W的太陽能電池板，電池板在擺放角度為45°，制冷箱在夜晚平均相對濕度為65％環(huán)境中，從晚上20:00～次日8:00，可以獲得1572g冷凝水。
　　半導體制冷方法與太陽能吸附式取水方法進行對比，本文介紹一種太陽能吸附式取水設(shè)施、取水原理、