馬來西亞多媒體大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)并分析了一種新型混合系統(tǒng)，該系統(tǒng)將光伏與熱電發(fā)電機(jī) (TEG) 集成在一起。光伏板在白天發(fā)電，而熱電發(fā)電機(jī)則利用電池周圍的溫差在夜間發(fā)電。
TEG 可以通過“塞貝克效應(yīng)”將熱量轉(zhuǎn)化為電能，這種效應(yīng)發(fā)生在兩種不同半導(dǎo)體之間的溫差產(chǎn)生兩種物質(zhì)之間的電壓差時。這種設(shè)備通常用于工業(yè)應(yīng)用，將多余的熱量轉(zhuǎn)化為電能。然而，它們的高成本和有限的性能迄今為止限制了其更廣泛的應(yīng)用。
該研究的通訊作者 Chan Kah Yoong 告訴《光伏》雜志： “之前的研究主要集中于提高 PV-TEG 系統(tǒng)的日間效率，或?qū)ｉT研究 TEG 表面積和串聯(lián)配置對夜間應(yīng)用的影響。這項(xiàng)研究旨在通過展示更大的 TEG 面積和優(yōu)化的配置如何顯著提高夜間電力輸出，為持續(xù)發(fā)電提供可持續(xù)的解決方案，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有文獻(xiàn)中的空白。”
在測試中，該團(tuán)隊(duì)在散熱器下方放置了一個加熱器，以控制和模擬不同的溫差。測試了三個不同的 TEG 表面積：一個系統(tǒng)尺寸為 3 厘米 × 3 厘米;另一個尺寸為 4 厘米 × 4 厘米;兩個串聯(lián)的 TEG 尺寸均為 4 厘米 × 4 厘米。它們連接的光伏電池是一個多晶硅器件，工作電壓為 9 V，工作電流范圍為 0-100 mA，能夠產(chǎn)生 1 W 的峰值功率。
“當(dāng)溫差達(dá)到 55 攝氏度時，3 厘米 x 3 厘米 TEG 可產(chǎn)生高達(dá) 0.9 毫瓦的功率，而 4 厘米 x 4 厘米 TEG 的最大功率為 3.8 毫瓦，”學(xué)者們表示。“兩個 4 厘米 x 4 厘米 TEG 串聯(lián)在一起，輸出功率是 4 厘米 x 4 厘米 TEG 的兩倍。這里的最大功率達(dá)到 7.7 毫瓦。”
在這三種 TEG 情況下，當(dāng)溫差最小為 5 C 時，產(chǎn)生的最大功率略高于零。在 3 cm x 3 cm TEG 中，峰值電壓為 114.9 V，峰值電流為 8.67 A。4 cm × 4 cm TEG 的峰值電壓為 180.2 V，峰值電流為 21.5 A。在兩個 TEG 串聯(lián)的情況下，最大電壓為 340.4 V，而峰值電流約為 21.5 A。
研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)道：“這項(xiàng)研究證明了該系統(tǒng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。”研究還指出，如果將一個帶有雙 4 厘米 × 4 厘米 TEG 的光伏系統(tǒng)安裝在美國平均可用面積為 1,500 平方英尺的屋頂上，僅 TEG 就能產(chǎn)生額外的 375 W 電力。
Yoong 表示：“該系統(tǒng)可用于一些家用電器，如臺式電腦、筆記本電腦、手機(jī)充電器、LED 電視和照明設(shè)備。其潛在的可擴(kuò)展性表明，如果屋頂空間充足，夜間可以產(chǎn)生大量能源。”
該系統(tǒng)是在《能源報告》上發(fā)表的一項(xiàng)研究“基于輻射冷卻的太陽能夜間發(fā)電機(jī)”中提出的。
