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冷卻機(jī)制增加了自供電戶外傳感器的太陽(yáng)能收集
來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/9/7

放置在環(huán)境中的傳感器會(huì)在各種天氣條件下長(zhǎng)時(shí)間呆在戶外,并且它們必須不斷自我供電才能收集數(shù)據(jù)。與光伏電池一樣,許多電池都利用太陽(yáng)來(lái)發(fā)電,但是在夜間為室外傳感器供電是一個(gè)挑戰(zhàn)。


熱電設(shè)備利用設(shè)備頂部和底部之間的溫差來(lái)發(fā)電,為利用自然產(chǎn)生的能量提供了一些希望。但是,盡管比光伏發(fā)電更有效,但許多熱電設(shè)備會(huì)翻轉(zhuǎn)其電壓符號(hào),這意味著當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),電流會(huì)改變其流動(dòng)方向,因此,每天至少兩次將電壓降至零。


作者石井敏說(shuō):“熱電設(shè)備的信號(hào)取決于設(shè)備頂部和底部之間的溫差! “與環(huán)境溫度相比,可以使用冷卻來(lái)產(chǎn)生溫差,如果存在溫差,則可能產(chǎn)生熱電。”


在本周于《應(yīng)用物理學(xué)快報(bào)》上發(fā)表的一項(xiàng)研究中,作者測(cè)試了一種由波長(zhǎng)選擇發(fā)射器組成的熱電設(shè)備,該設(shè)備在白天使用輻射冷卻不斷地冷卻該設(shè)備,使熱能從設(shè)備中散布到空氣中。結(jié)果,設(shè)備的頂部比底部的溫度更低,從而導(dǎo)致溫差,從而在白天和黑夜以及各種天氣條件下產(chǎn)生恒定電壓。


作者將寬帶發(fā)射器與選擇性發(fā)射器進(jìn)行了比較,表明選擇性發(fā)射器避免了在環(huán)境溫度變化期間電壓降至零的問(wèn)題。


“對(duì)于選擇性發(fā)射器,最好在大氣窗口中使發(fā)射率接近統(tǒng)一,大約為8到13微米,在這種情況下,大氣透射率很高,并且熱發(fā)射可以有效地輻射到太空中,從而使設(shè)備冷卻! Ishii說(shuō)過(guò)。


他們測(cè)試的設(shè)備由玻璃基板底部的100納米厚的鋁膜組成。作者發(fā)現(xiàn),其他熱源,例如可能安裝傳感器的屋頂,可以增強(qiáng)其產(chǎn)生電壓的能力。


石井說(shuō):“大的溫差會(huì)導(dǎo)致大的熱電電壓。” “在設(shè)備背面使用熱量會(huì)使底部和頂部之間的溫度差變大,因此來(lái)自設(shè)備后面的熱量有利于熱電發(fā)電!


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