家庭太陽能溫差發(fā)電

設(shè)計背景

考慮到居民特別是南方家庭用戶在夏天時使用太陽能熱水器時水溫過高不能對過多吸收的熱量進(jìn)行有效的利用這一現(xiàn)實(shí)，我們意在在現(xiàn)有的太陽能熱水器上通過添加某種裝置來實(shí)現(xiàn)將過高的溫度差轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而被家庭所使用，起到節(jié)能環(huán)保的作用。目前太陽能的結(jié)構(gòu)由上圖所示，現(xiàn)有的太陽能并無利用溫差發(fā)電的舉措，如果我們能夠在其中加入溫差發(fā)電裝置，那將會對我們生活中的節(jié)能環(huán)保大有裨益。設(shè)計目的通過在現(xiàn)有的太陽能熱水器上通過添加某種裝置來實(shí)現(xiàn)將過高的溫度差轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而被家庭所使用，這種直流電可以通過逆變器，濾波器，變壓器等等能夠?yàn)榧彝ゴ蠖嚯娖魉褂?。設(shè)計意義：為家庭節(jié)能環(huán)保創(chuàng)造了一種新的方法，減少了能量的散失，提高了能量的利用效率。對太陽能熱水器改造創(chuàng)新指明了一個新的研究發(fā)展方向。溫差發(fā)電原理溫差半導(dǎo)體發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式，即利用塞貝克效應(yīng)將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能。將P型和N型結(jié)合的半導(dǎo)體元件組成的器件（熱電材料）的一側(cè)維持在低溫，另一側(cè)維持在高溫，這樣器件高溫側(cè)就會向低溫側(cè)傳導(dǎo)熱能并產(chǎn)生熱流。即熱能從高溫側(cè)流入器件內(nèi)，通過器件將熱能從低溫側(cè)排出時，流入器件的一部分熱能不放熱，并在器件內(nèi)變成電能，輸出直流電壓和電流。通過連接多個這樣的器件便可獲得較大的電壓。設(shè)計原理1.DescribecontentsforaChartDescriptionofthecompany’ssubcontentsDescriptionofthecompany’ssubcontents2.DescribecontentsforaChartDescriptionofthecompany’ssubcontentsDescriptionofthecompany’ssubcontentsTitleTitleTitleTitleChartTitleinheretextinheretextinheretextinheretextinhereClicktoedittitlestyle溫差發(fā)電原理圖塞貝克效應(yīng)對家庭用戶來說，最關(guān)心的是成本問題。家庭太陽能熱水器余熱溫差發(fā)電裝置的主要組成部分是溫差發(fā)電片，按照現(xiàn)在市場的價格每片（40mm*40mm*3.4mm）價格在15元左右，家用太陽能熱水器內(nèi)部儲水器至少可容納15片。某品牌溫差發(fā)電片參數(shù)如下：溫差（℃） 20 40 60 80 100開路電壓（V) 1.57

2.4

3.0

4.2

5.4電流（MA) 275

418

519

608

719夏天熱水器中熱水與室溫下涼水的溫差至少有60度，由圖中參數(shù)可得發(fā)電片的功率在1.5w左右，十五片就是22.5w，所以家庭太陽能熱水器余熱溫差發(fā)電裝置一小時就發(fā)電0.025kwh，一天發(fā)電量在0.5kwh左右，大概兩年的時間就可以收回成本，溫差發(fā)電片的使用壽命在五年以上，所以本裝置是可行的。可行性分析溫差發(fā)電片原理圖實(shí)際應(yīng)用的溫差發(fā)電片設(shè)計方法改變水箱結(jié)構(gòu)，將溫差發(fā)電片置入水箱中，直接利用水箱里的熱水和冷水形成溫度差，去除散熱片，其初步構(gòu)想圖如下：設(shè)計方法對溫差發(fā)電片的連接，根據(jù)實(shí)際情況，串并聯(lián)均可。產(chǎn)生的電流先可利用蓄電池存儲起來，以備后用。設(shè)計結(jié)論通過簡單的安裝方法和相對簡易的工作原理就可以實(shí)現(xiàn)利用太陽能熱水器溫差發(fā)電，其可觀的收益情況和對節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)意義令我們對家庭太陽能熱水器余熱溫差發(fā)電裝置的前景倍感期待，我們熱切的期望這種裝置終有一天能夠走進(jìn)千家萬戶為百姓造福。我們想，對于這個設(shè)想本身，要比這種實(shí)際具體的操作更有價值，我們所要倡導(dǎo)的是一種從我們的周圍與實(shí)