半导体温差发电片发电专业测试

温差片发电特性

  1. 温差片的发电效率取决于温差,并不是定数;
  2. 温差-开路电压的是正比关系,经过测试可信;
  3. 温差与电流是正比关系;
  4. 温差与输出功率是二次方关系,即温差提高1倍,功率提高4倍。

下面曲线均转载自淘宝卖家商品说明,Tc为冷面温度。

测试工具

  1. 100W或以上温控台一个,我淘的Vectech V0505,可以在30-400℃之间加热,加热面积50*50,跟温差片面计相仿,当然可以买功率大点的,不然无法达到90℃以上温差,因为热量不够;
  2. 耐高温温差片,我用的TEG1-241-200的温差片,淘宝价37块;
  3. 100W散热片或冷水盆,推荐冷水盆,水比热大,升温慢,容易达到高温差,1KG水加热1℃需要4.18kJ热量,100W的加热台要41.8秒才能升温1℃,水少还可以加,温差片可承受10KG压力,但要注意安全,水洒到加热台上麻烦就大了;
  4. USB小风扇一个,别看个头小,可以在1V-8V,0.2W-5W之间变负荷,相当皮实;
  5. 测量电流、电压的万用表。

测试结果

  1. 温差片能够稳定工作在130℃,之前蜡烛实验达到过170或更高温度;
  2. 温差片能够在20℃到80℃温差下带动小风扇转动;
  3. 验证了温差片的发电特性;
  4. 带树莓派 Zero W,在开路电压6.5V以下,接树莓派可以直接开机,电压下降到5.5V左右,但不能长时间运行,电压不稳定,仍然需要在发电和树莓派之间增加滤波和缓冲。

小风扇发电功率测试结果如下表。

开路电压 回路电压 电流 输出功率 加热温度 环境温度 温差
1.638 1.080 0.078 0.084 50 21 29
2.440 1.270 0.153 0.194 60 20.8 39.2
3.334 1.430 0.240 0.343 70 20.6 49.4
4.470 1.610 0.340 0.547 80 20.4 59.6
4.833 1.660 0.365 0.606 85 20.2 64.8
5.340 1.710 0.408 0.698 90 20 70
5.840 1.781 0.445 0.793 95 19.8 75.2
6.170 1.814 0.464 0.842 100 21 79
6.520 1.875 0.496 0.930 105 21.2 83.8
6.910 1.932 0.528 1.020 110 21.4 88.6

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