本项目是基于光伏发电系统、半导体制冷下的沙漠取水装置设计。设计过程中,我们因地制宜,充分利用了沙漠地区环境特点,将太阳能发电与半导体制冷有机结合,利用太阳能板在白天高温高热辐射条件下产生并贮存电能,用于夜晚低温高湿度下的半导体制冷系统供电,进而获得水资源。整个过程能源自给自足,成本低下,对沙漠地区水资源匮乏问题提供了有效的解决思路。
通过太阳能发电系统的供电,使得半导体制冷系统工作稳定,且效率可观,进而实现整个取水过程无害化、节能化。同时,寻找系统的最佳工况,使成本-效益最优化,为沙漠地区绿化、饮用水等用水工程提供方法。
通过调研,我们建立了整个系统模型,并且通过理论计算,得到了模型条件下的最佳工况,以及最佳工况下的供电电流、制冷量等数值。在该工况下,我们利用水的物性变化图,得到了产水量。同时,根据理论分析下的产水量,我们结合成本验证了方案的可行性。另外,由于半导体制冷堆热端散热问题对效率的影响不容忽视,而目前无法有效建立两者之间的函数关系,也无法通过实验探究其关系,使得我们在整个理论计算过程不得不将其看成理想条件,因此所得结果应有所修正,而这也是我们接下去会继续改进的方向,去寻找到科学的修正系数。