今天发一个趣味的小实验,温差发电片能发多少电。
温差发电是一种神奇而又趣味性的发电。发电片的两面具有温差就能发电。
这样给一面加热一面散热就可以产生电力了。全程没有机械运动装置。同时任何具有温差的环境都可以发电,甚至用人的体温也可以发电。那么这么神奇的发电到底能发多少电呢?今天来做个小实验测量下。
这个就是温差发电片,和半导体制冷片一样,只不过参数略有差异,而且两个也是可逆的。
先看下整体的发电装置,通过铝排和铝板收集热量,然后导到温差发电片的热端,温差发电片的冷端装安装在下面的大散热片上,大散热片放在水里。因为水散热比较快,可以保持冷端较低的温度。同时水的比热容比较大,可以长时间维持冷端较低的温度。通过一个木条加两个螺丝固定热端的铝排和冷端的散热片,把温差发电片压在中间。(为了快速加热,所以前期火比较大)
先测试下开路电压,大概4.2V左右。
再测试下短路电流,大概0.83A左右。
量一下温度,导热铝排的末端温度大概104度左右。
导热铝排的输入端大概140度左右。(火势已经调到最小),因为这款温差发电片标称热端最高温度125度。防止过温烧坏温差发电片。
温差发电片的冷端散热片大概17度左右。(为了能准确测量岀温度,我在散热片和铝排上都涂了散热硅脂,保证发射率在0.95左右)
我们先升压给手机充电测试下,看下有多少功率。
由于电压偏低,需要个升压模块。
手机已经显示在充电了。
用库仑计看下充电功率,看出来电压4.188V,电流0.0885A。充电功率只有0.37W。这么点功率差不多要充50个小时才能把手机充满,还不算手机待机功耗。
由于升压模块效率不是百分之百,库仑计也需要消耗部分电量。所以充电功率不是真正的温差发电片发出功率。
我们上电子负载来扫描下整个负载范围的功率。温差发电片接不同负载输出功率是不一样的。一般输出接的负载电阻等于温差发电片内阻时,输出功率最大。
我们看下扫描出来的曲线,开路电压4.01V,短路电流0.73A。(比刚才万用表数据小了点,因为冷端温度上来了点,导致温差变小了,功率也就降低了)。
最大功率0.74W,温差发电片内阻5.16欧姆。最大功率点大概在2V左右的样子。是开路电压的一半。
最大功率比手机充电提升了一倍哦。不过还是很小。
结论:
单个温差发电片功率还是太低了。温差接近一百度情况下,功率才1W不到。如果靠一些余温的温差发电功率更低,一般发电功率和温差的平方成正比。同时随着时间的增加,冷端一般温度会慢慢升高,导致功率还会降低。同时保证热端不能过温,比如直接对着火烧很快就会裂开了。
所以我们经常看到一些演示只带些小风扇,小LED之类的,因为这些需要的功率极低。