太阳能空调原理-精品文档.docx

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1、太阳能空调原理一、汽车太阳能空调的原理简介汽车太阳能空调是利用硅型太阳能电池吸收太阳光，太阳辐射能量的光谱,主要以可见光为中心,从0.3um的近紫外线到几微米的红外线。光照射在半导体中存在内电场E的位置，构成合电子电子空穴对，在电场的作用下，导带中的光生电子聚集在右侧，价带中的电子空位聚集在左侧，产生荷电载体的极化，因而半导体的两侧产生电势差，将太阳能转化为电能，通过连接半导体制冷片使其工作。在半导体制冷片中，由于接触电位差的存在，使通过接头的电子经历电位突变，当接触电位差与外电场反向时，电子对抗电场力做功eU1,2，其能量来自接头处的晶体点阵，结果使接头温度下降，并从周围环境吸收热量，到达降

2、低周围温度的效果。太阳能空调本身是一个具有自我调节能力的系统，其转化的能量与太阳光的强度成正比，即太阳光越强，它能转换的热能也越多。二、太阳能电池简介硅型太阳能电池工作原理与构造。太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，一般的半导体采用半导体硅组成。正电荷为硅原子，负电荷为围绕在硅原子旁边的四个电子。空穴由于没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，构成Ppositive型半导体。同样，掺入磷原子以后，由于磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，构成Nnegative型半导体。N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起时，就会在

3、接触面形这就是PN结。当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，进而构成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中构成电势差，这就构成了电源。由于半导体不是电的良导体，电子在通过pn结后假如在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但假如在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因而一般用金属网格覆盖pn结，以增参加射光的面积。另外硅外表非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。将反射损失减小到5甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池通常是36个并联或串联起来使用，构成太阳能光电板。三、制冷部分1.制冷片的组

4、成材料。半导体制冷也称热电制冷，是从20世纪50年展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科。它利用特种半导体材料构成的P-N结，构成热电偶对，产生帕尔帖效应，通过直流电制冷的一种新型制冷方式。2.散热风扇的组成材料。散热风扇所使用的散热片材料是铝合金，铝的重量非常轻，由于纯铝太达于柔软，所以都会参加少量的其他金属，铸造而成为铝合金，以获得适当的硬度，不过铝还是占了约百分之九十八左右。四、控制电路部分各元件简介：(1)单片机P89LPC922。P89LPC922是一款单片封装的微控制器，合适于很多要求高集成度、低成本的场合。能够知足多方面的性能要求。P89LPC922采用了高性能的处理器构

5、造，指令执行时间只需2到4个时钟周期。6倍于标准80C51器件。P89LPC922集成了很多系统级的功能，这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本。(2)SP6641B165mA/500mA碱性DC/DC升压型稳压器。SP6641一款DC-DC升压调节器，其静态电流极低，电池转换效率很高，多用于一些电池供电的设备中，如PDA、MP3播放器，及其他手持式设备，SP6641静态电流为10uA，并具有一个0.3的N通道充电开关，最低启动电压为0.9V，并具有0.33A或1.0A感应电流限制模块。SP6641提供5引脚SOT-23封装。SHDN引脚上1nA电流的低电平，即可控制SP6641

6、。(3)温度传感器LM75A。LM75A概述。LM75A是一个高速I2C接口的温度传感器，能够在-55+125的温度范围内将温度直接转换为数字信号，并可实现0.125的精度。MCU能够通过I2C总线直接读取其内部寄存器中的数据，并可通过I2C对4个数据寄存器进行操作，以设置成不同的工作形式。LM75A有3个可选的逻辑地址管脚，使得同一总线上可同时连接8个器件而不发生地址冲突。LM75A可配置成不同的工作形式。它可设置成在正常工作形式下周期性地对环境温度进行监控，或进入关断形式来将器件功耗降至最低。OS输出有2种可选的工作形式：OS比拟器形式和OS中断形式，OS输出可选择高电平或低电平有效。正常

7、工作形式下，当器件上电时，OS工作在比拟器形式，温度阈值为80，滞后阈值为75。LM75A内部寄存器。温度寄存器是一个只读寄存器，包含2个8位的数据字节，由一个高数据字节MS和一个低数据字节LS组成。这两个字节中只要11位用来存放分辨率为0.125的Temp数据以二进制补码数据的形式。对于8位的I2C总线来讲，只要从LM75A的“00地址连续读两个字节即可温度的高8位在前。I2C串行接口。在主控器的控制下，LM75A能够通过SCL和SDA作为从器件连接到I2C总线上。主控器必须提供SCL时钟信号，能够通过SDA读出器件数据或将数据写入到器件中。注意：必须在SCL和SDA端分别连接一个外部上拉电

8、阻，阻值大约为10k。LM75A从地址7位地址的低3位可由地址引脚A2、A1和A0的逻辑电平来决定。地址的高4位预先设置为1001。表5给出了器件的完地址，从表中能够看出，同一总线上可连接8个器件而不会产生地址冲突。由于输入管脚SCL、SDA、A2-A0内部无偏置，因而在任何应用中它们都不能悬空这一点很重要。五、汽车太阳能空调的优点能源短缺与环境污染是目前人类面临的两大问题。因此开发新的节能，环保，经济型产品是时代的要求。而汽车太阳能空调就是顺应时代的产物。我设计的汽车太阳能空调主要有下面几个优点：1节约能源，节省资金。能源危机问题将影响我国经济快速健康的发展，发现新能源将是我们将来的解决方向，而太阳能就是其中的一种。2绿色环保。汽车太阳能半导体空调是利用太阳能电池转化的直流电来驱动半导体制冷片制冷而不会产生有害气体。而传统的汽车空调是利用燃烧汽油而获得电能来驱动的。3构造简单，便宜可行汽车太阳能空调主要由三部分组成：太阳能电池板，制冷部分，控制部分。综上能够得出一款汽车太阳能空调价格在3000元左右。4便于安装使用。无论是新车还是旧车都能够方便的安装上汽车太阳能空调，我们只需将薄膜状的太阳能电池国内外已有生产贴在车的顶棚，然后将导线接入空调即可。