太陽能半導(dǎo)體制冷箱的設(shè)計與試驗.pdf

1、太陽能制冷是一種季節(jié)匹配性很好的制冷方式，利用半導(dǎo)體制冷片制冷具有重量輕、制冷速度快、防震動等優(yōu)點。利用太陽能光伏效應(yīng)產(chǎn)生電能，經(jīng)過穩(wěn)壓穩(wěn)流后可直接供給半導(dǎo)體制冷片制冷。利用這種方式制冷環(huán)保無污染，既可為家庭使用以減少化石能源的消耗，又可制造為便攜式太陽能制冷箱，在醫(yī)療、科研、日常生活方面都有很實用的價值。
　　研究首先分析能量轉(zhuǎn)化方式，進而按照需求設(shè)計出系統(tǒng)，按照系統(tǒng)需要設(shè)計制造了一種太陽能制冷箱，具有光伏發(fā)電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控

2、制系統(tǒng)和能量儲存系統(tǒng)。計算依據(jù)國標(biāo)中對于冷藏箱的參數(shù)要求，充分收集各種數(shù)據(jù)，設(shè)計了制冷箱并對光伏系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，能量儲存系統(tǒng)進行選型。
　　在此基礎(chǔ)上，通過控制變量試驗的方法，測量了晴天和陰天不同光照條件下的光照強度的影響因素，進行了制冷系統(tǒng)性能的實驗并測試了整個系統(tǒng)運行時的兼容性，在此基礎(chǔ)上，實驗了加入水作為蓄冷材料并測試系統(tǒng)的運行情況。實驗結(jié)果表明，晴天與陰天光照強度差別很大，陰天最大發(fā)電功率只有不到晴天的50％。光伏系統(tǒng)發(fā)電

3、功率與光伏板與太陽光夾角有關(guān)，夾角越小，發(fā)電功率越大，當(dāng)光線與光伏板垂直時，發(fā)電功率最大。每天9:00-15:00發(fā)電量占全天的70％以上。因此，設(shè)計運行工況時應(yīng)保證在此時間段內(nèi)發(fā)電量最大。
　　在制冷性能試驗中，80分鐘內(nèi)無負載降溫曲線顯示，系統(tǒng)降溫速率不斷下降，降溫曲線斜率從陡峭逐漸變得平緩。其最終溫差與制冷功率相關(guān)，功率越大，制冷的的溫差越大。與無蓄冷材料相比，在放有已冷卻至8℃的蓄冷材料的冰箱中按1∶2的比例放入負載進行冷

4、卻，可縮短5.4％的冷卻時間。放有蓄冷材料的情況下，負載冷卻速率開始時較快，隨時間不斷下降;無蓄冷材料時，降溫速率均勻，在緩慢中下降。
　　正午光照強烈時，全部接入光伏板有時會超出最大充電功率，此時應(yīng)減少接入光伏板的數(shù)量，為了不造成浪費，可以加入備用充電系統(tǒng)。系統(tǒng)工作時電壓通常無法達到額定值，應(yīng)測出系統(tǒng)的最大制冷工況并使電壓電流穩(wěn)定在該處。該實驗中，蓄冷材料的使用可以在光照充足時儲存冷量，減少新加入負載時的運行時間;可以提高停止時