基于热电制冷效应的光伏热水装置设计

摘要

晶体硅太阳能电池工作温度通常在50℃以上,散热不良时甚至达到80℃,这会严重影响太阳能电池的工作效率,高温下光伏板甚至会自燃,安全性能下降。为了解决该问题,本文提出基于热电制冷效应的光伏热水装置的构思,结合太阳能光伏与热电制冷模块,功能上能实现光伏光热一体化。该装置利用太阳能光伏板产生的部分电能驱动热电制冷模块将光伏板的热量带走,降低光伏板的温度,提高光电转化效率。同时,热电制冷模块中的热端口设置流道进行冷水换热,可提供生活用水。用CFD软件定量模拟热电制冷模块对光伏板的温度影响,结果表明:添加热电制冷模块后,光伏板温度明显下降,运行更加稳定。光伏板温度降低到环境温度,单位面积制冷量大约为155 W。该构思为热电制冷技术用于太阳能热水装置的后续研究提供必要的依据。