本站小編為你精心準備了淺談汽車用太陽能發電遮陽裝置參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：車輛在高溫中停放會使內部溫度升高達60℃，對車內各部件都會產生不同程度的損傷，并減少車輛使用壽命。文章結合“車罩”的概念，通過隔層減少太陽直射汽車的面積，以此達到有效降溫；通過添加柔性太陽能電池板以獲取能量，利用半導體制冷片進一步加大降溫效果。實驗使用了等效模型法，將形狀相似的紙盒替換成汽車，降低了實驗所需的時間和金錢成本。最終獲取了新裝置可以實現的效率及最適安裝距離。

關鍵詞：汽車內部降溫；太陽能電池板；半導體制冷片；安裝距離

引言

隨著人們生活水平的提高，小汽車走進了千家萬戶。由于汽車數量的大量增加，車庫車位短缺的問題大大加劇，大部分汽車只能露天停放在路邊[1]。由于沒有遮蔽物，汽車難免會受到太陽的直射。美國一項研究表明，當環境氣溫為35℃時，陽光照射15min便能使封閉車廂內的溫度達到65℃。如此高的車內溫度不僅會對人體產生危害，還會加速車內設施的老化[2]。這些本可造福人類的太陽能因未被利用，而對我們的生活造成巨大的危害[3]。因此，設計出能夠攜帶的，便利的汽車遮陽裝置非常有實際意義。現有的汽車遮陽裝置只能遮擋部分陽光，降溫效果不盡人意，同時也未將太陽能有效利用[4]。柔性非晶硅薄膜太陽能電池板近年來發展迅速，其質量輕、成本低、延展性好、容易加工的特性也越來越引起人們的關注[5]。本文利用柔性非晶硅太陽能電池板一方面阻擋太陽光，一方面利用其產生的電能，對半導體制冷片進行供電，使其對車內降溫[6]。我們通過實驗，得出了電池板距離車最合適的距離，以便在利用太陽能時還能給予人們最舒適的出行體驗。

1實驗原理

太陽能電池板所形成的車衣可以吸收光能轉變為電能，同時具有遮光作用，可以有效降低車內溫度。同時所產生的電能可供給半導體制冷片，對車內起降溫作用。根據研究表明，在其他條件相同時，光強越強，輸出電壓不變，但輸出電流增大。但溫度升高，輸出電流又減小。所以需要盡量保持太陽能電池板溫度不要太高[7]。且光照強度越高，外阻值較小的話，最大輸出功率就會較大[8]。因此利用柔性非晶硅太陽能電池板做成的車衣，在距車身距離合適時，既能起到遮陽作用，產生的電能又能給半導體制冷片供電，從而起到降溫作用。我們所設計的車載遮陽發電裝置，所使用的主材料為柔性非晶硅太陽能電池板[9]，生產單位為美國的聯合太陽能公司，其相較于傳統太陽能電池板具有重量輕、可折疊和不易破碎的特點。

2結果與討論

2.1太陽能電池板距車身距離的選擇

太陽能電池板對紫外線有一定的遮蔽作用，可以在一定程度上減少車內溫度的上升。且隨著陽光強度的升高，差異愈加明顯[10]。本實驗采用紙盒代替車殼，測量電池板到紙盒的距離對紙盒內溫度的影響。采用如圖1所示實驗儀器，用兩個等大的尺寸為154x84x65（mm），體積約為840立方厘米的紙盒作為研究對象。做如下實驗：（1）紙盒1做空白對照，和紙盒2放在相同光照條件下，紙盒2被太陽能電池板完全遮蔽，并且電池板離紙盒2的距離為0mm。（2）太陽能電池板距離紙盒2的高度分別設置為0mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm和18mm，穩定后記錄紙盒內溫度。第一個實驗中紙盒1與紙盒2的穩定溫度分別是39.4℃和38.6℃。第二個實驗的溫度變化如圖2所示。由圖2可知，太陽能電池板距離紙盒過低時，由于電池板的傳熱作用，紙盒內溫度較高；距離紙盒過高時，遮蔽作用不明顯，盒內溫度也較高。當太陽能電池板距離盒子8-12mm時，盒內溫度最低。實驗模擬圖如圖3所示。

2.2半導體制冷片制冷

只采取柔性太陽能電池板遮陽降溫，車內溫度達不到預期目標。因此我們選擇半導體制冷片來加強降溫。半導體制冷片工作時無噪聲，并且無需氟利昂制冷，非常環保，簡單易操作[11]。根據半導體材料的Peltier效應，兩種不同半導體材料串聯成的電偶，當直流電通過時，電偶的兩端可分別放出熱量和吸收熱量，從而制冷[12]。并且兩個極板也會通過空氣與半導體材料進行逆向熱傳遞[13,14]。我們設計了兩套方案。一是分散放置（見圖4），將制冷片均勻分布在車頂、車身四周；二是集中放置（見圖5），將制冷片集中放置在車頂。由于制冷片一面制冷、一面制熱，第一種方案的散熱不好制作，沒有深入研究。在進行集中放置實驗時，我們發現一個有趣的現象，模型內的溫度一開始降的很快，一段時間后卻又迅速回升。最終我們發現了問題所在：實驗所選用的半導體制冷片，屬于大功率制冷片，該制冷片工作時一面致冷一面發熱，在其工作時必須確保制冷片的熱面有良好散熱。兩面的溫差將影響制冷片的效率[15]。我們效仿電腦CPU散熱提出了銅管散熱和水冷兩種解決方案。由于銅管散熱裝置制作復雜，使用不方便，最后被放棄。水冷裝置如圖6所示，實驗中，在制冷片熱面緊貼吸水濾紙，一側滴加冷水，一側用脫脂棉吸走熱水，來降低熱面溫度。采取此方案后，模型溫度得到了有效降低。

3結語

利用柔性非晶硅薄膜太陽能電池板所制成的“車衣”，既可以起到一定的遮光降溫作用，也可以吸收光能轉化成電能，供電給半導體制冷片，給汽車降溫。實驗發現，當太陽能電池板距離車身8-12mm時，車內溫度最低。半導體制冷片在一定條件下，具有良好的輔助散熱效果。本研究為開發新型太陽能車衣提供了有益參考。

參考文獻

[1]徐萬暉.關于城市交通擁堵和車位短缺問題的思考及對策分析[J].城市,2012(9):52-54.

[3]馬進,回振橋,王松.陽光照射下汽車內部件溫度的數學模型[J].現代電子技術,2017,40(14):5-9.

[4]易挺,黃凌玉,薛瑩.普通汽車遮陽板的改良與設計[J].企業導報,2016(13):42-43.

[5]王薇.PET基柔性太陽能電池薄膜電極的制備及其光電轉化性能的研究[D].濟南:山東大學,2014.

[6]王坤鵬.柔性非晶硅薄膜太陽能電池的制備與模擬研究[D].南京:南京工業大學,2014.

[7]薛繼元,馮文林,趙芬,等.太陽能電池板的輸出特性與實際應用研究[J].紅外與激光工程,2015,44（1）:179-180.

[8]李廷.太陽能電池功率影響因素研究[J].科技與創新,2018（13）:95-95.

[9]吳穎華,徐丹.高溫天氣太陽能汽車內室自動降溫系統的設計與制作[J].科技展望.2017,27（1）:135.

[10]任姣,孫亞平,賀帥,等.太陽能擋風玻璃遮陽簾的發電與降溫效果試驗[J].科技創新與應用,2015（12）:7.

[11]許兆棠,張恒,周鋒.壓路機太陽能半導體送風遮陽裝置的設計[J].工程機械,2009,40（4）:42-42.

[12]吳正業.制冷設備及原理[M].西安:西安交通大學出版社,2010.

[13]徐德勝.半導體制冷與應用技術[M].上海:上海交通大學出版社,1992.

[14]吳淳,胡如幻,趙姍姍,等.全自動太陽能半導體制冷儀制冷研究[J].中國科技縱橫,2013（7）:134-135.

[15]童漢維.半導體制冷器溫度控制系統的設計與實現[D].湖北:華中科技大學,2010.

作者：李童馨 李周正 陳亮 高黎明 郭靈柔 劉勇 單位：北京化工大學機電工程學院