ペルチェ素子を用いた複合型太陽エネルギー変換システムの検討

利用帕尔贴器件的复合太阳能转换系统的研究

• 批准号: 22918020
• 负责人: 福島 志斗
• 金额: $ 0.36万
• 依托单位: Matsue National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22918020/
• 关键词: 太陽電池モジュール; ベルチェ素子; 発電効率; 太陽電池モジュール; ベルチェ素子; 発電効率

本研究では、通常の太陽光発電に用いる太陽電池モジュールが発電効率の低下をまねく原因の一つであり、日光によるモジュール温度上昇を抑えることで発電効率の向上が可能であるか検討を行った。同時に、温度差を電気エネルギーに変換可能なペルチェ素子を併用し、冷却時の温度差を電気エネルギーに変換することで太陽エネルギーの効率的なエネルギー変換システムについての検討を目的として実験を行った。実験の結果、製作した実験装置で冷却に水道水を用いて冷却した場合、日光において10[℃]程度の冷却効果が実現できているため、発電電力全体の約4[%]を改善することが可能であると考えられる,また、この際に15[mW]とわずかではあるがペルチェ素子による発電を確認することができた。その後、夏場70[℃]程度まで上昇する太陽電池モジュールを再現するため、人工光源を使用して90[℃]程度まで温度を上昇させて実験を行った結果、ペルチェ素子により最大で240[mW]程度まで発電し、太陽電池モジュールの発電効率の改善も同様に4[%]程度確認することができた。これらの実験には、200[mm]四方の単結晶化型太陽電池モジュールを用いた。これらの実験により、太陽電池モジュールを冷却し発電効率の改善を図ることが可能であり、冷却時にペルチェ素子を介することで更なる電気エネルギーへの変換が可能であると言える。また、冷却水を循環させることで温水器としての利用も考えられる。この実験を通し、太陽電池モジュールの発電量や背面温度の測定方法を、本校にて卒業研究を行っている学生に対して実物を用いて測定方法の指導することができ、実験装置の教育効果としての役割も果たすことができた。

在这项研究中，我们研究了普通太阳能发电中使用的太阳能电池模块是否是发电效率降低的原因之一，并且通过抑制由于阳光而导致的模块温度升高，可以提高发电效率。同时，我们进行了一个实验，目的是通过使用可以将温度差异转换为电能的毛发元件来检查有效的太阳能能量转换系统，并将冷却过程中的温度差异转换为电能。实验结果表明，当使用自来水冷却实验设备进行冷却时，在阳光下达到了约10°C的冷却效果，从而可以提高大约4％的总生成功率的4％。此外，尽管只有15兆瓦，但仍有可能确认生成毛发元元件。之后，为了重现夏天的太阳能电池模块，该模块上升到约70°C，我们使用人造光源进行了一项实验，将温度提高到约90°C，因此，我们能够使用Peltier元素将电力产生至最多240 mW，并确认了solar offer -solar of solar of solar of solar of solar of solar of Solar of Mode to to in the Intor in the kom of Solar of Mode for to to in for 40°C。对于这些实验，使用了200 mm平方的单晶太阳能电池模块。这些实验可以通过冷却太阳能电池模块来提高发电效率，并且可以说，在冷却过程中，可以使用毛皮管元件来进一步转化为电能。此外，还可以通过循环冷水来将其用作热水器。通过该实验，在我们学校进行毕业研究的学生能够提供实际的测量方法，以测量太阳能电池模块的电力量和背部的温度，并能够发挥实验设备的教育效果。