半导体制冷片的热效率

半导体制冷片的热效率,第1张

大概200%左右,热机效率并不高,要做好冷端的散热才能有比较高的效率。如果大功率应用不如压缩机方式的热机能效好。

制冷片的原理是帕尔贴效应,电能一部分用来转移热量,另一部分产生焦耳热,所以制冷片产生的热量一部分来自电能另一部分来自冷端被吸走的热量,所以它的制冷效率只有50%~ 60%,制热效率大于100%。

半导体制冷片的危害和优点

1、半导体制冷片热惯性非常小,制冷制热时间很快,在热端散热良好冷端空载的情况下, 通电不到一分钟,制冷片就能达到最大温差

2、半导体制冷片的反向使用就是温差发电,半导体制冷片一般适用于中低温区发电。

3、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小,但组合成电堆,用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话, 功率就可以做的很大, 因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

优点

1、不需要任何制冷剂 ,可连续工作,没有污染源没有旋转部件,不会产生回转效应,没有滑动部件是一种固体片件,工作时没有震动、噪音、寿命长,安装容易。

2、半导体制冷片具有两种功能,既能制冷,又能加热,制冷效率一般不高,但制热效率很高,永远大于 1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。

3、半导体制冷片是电流换能型片件,通过输入电流的控制,可实现高精度的温度控制,再加上温度检测和控制手段,很容易实现遥控、程控、计算机控制,便于组成自动控制系统。

4、半导体制冷片的温差范围,从正温 90℃到负温度 130℃都可以实现。

肯定是太阳能光伏发电了。

太阳能硅晶发电效率最高,现在批量生产的单晶电池片转换效率在18.6-19.8%左右。多晶电池片在17.2-18.0%左右。

太阳能薄膜电池转化效率最高也能做到13-15%。

半导体温差发电基本不到10%的转换率,视材料不同一般在3-8%

温差发电目前来说包括海水温差发电(工质推动汽轮机做功发电)和半导体温差发电片的应用。海水温差发电的话,在冷热海水流速一定的情况下,温差的大小直接影响发电效率。半导体温差发电片应用的话,按照Seebeck效应来说,只要存在温差就能发电,但指的是存在温差电动势,也就是在Seebeck系数不变的情况下,温差越大,温差电动势也就越大,但能否产生对应的理论电量,必须参考热流密度,热流量和冷端的热沉换热系数。半导体温差发电过程中的热力学问题是很复杂的,但可以简单的从物理学角度理解为:向P型半导体热端提供能量(热能),载流子(电子)吸热逸出往冷端扩散和定向移动,从而产生温差电动势和电流。1.在热流密度和冷端的热沉换热系数不变的情况下,温差增大,温差电动势随之增大,但电流下降。2.在温差不变的情况下,增大热流密度(同时加大冷端的热沉换热系数)到一定的值,可提高10%-25%的发电效率(视材料而定)。3.在温差和热流密度不变的情况下,加大冷端的热沉换热系数,电压不变,电流增加。4.电偶臂越长,其内部温度达到平衡所需的时间越长,内阻增大,导致电流变小。5.电偶臂截面面积越大,内阻越小,电流增大。按现在的技术来看,因为材料问题,民用市场能买到的温差发电片的热电转换效率只有4-8%左右,实用性不高。


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