第一屆校園綠點子競賽

作品說明書

「熱」情不滅  - -  太陽能熱發電

    熱電晶片是一種在晶片一面給予熱能，另一面加以快速散熱，以達到一定溫差來產生電流的發電晶片。所以我們想到可以利用自然界中的太陽光來聚熱，我們使用凸透鏡將太陽光聚集在晶片上產生高熱，而另一面使用散熱鰭片加以散熱產生溫差，並利用儀器來測量溫差、電壓與電流求出發電效果。

研究動機

    近年來油價高漲，加上溫室氣體對氣候的影響，各國都投入相當大的資源研究替代的能源，其中又以太陽能最為廣泛利用，除了運用適當的科技來收集太陽能外，我們想到運用太陽能的熱搭配溫差發電晶片來發電，進一步開發太陽能熱發電的可能。

研究目的

    太陽能有兩種可以發電，一種是目前全世界發展已到瓶頸的光伏電池，它是利用太陽光的作用來發電，殊不知，光伏電池在溫度愈高的狀況下，其效率就會遞減，且日照的角度也很重要，而台灣就算南部太陽很大，一天發電時數不過4小時，而且若沒有太陽或晚上就無法發電。雖然業界發展太陽能薄膜技術號稱陰天也可以發電，但是技術仍未突破。

    但是若利用太陽能熱發電也許是另一可行之方向，白天除了聚光發電，也可以透過技術很成熟的儲熱裝置將熱能儲存以備晚上使用，如此24小時皆可以發電，是綠色能源新突破。其應用可以延伸至廢熱發電，例如汽車尾氣的高溫也可以用來發電，應用面廣泛。

研究設備

                              1.散熱鰭片               6.矽膠散熱墊   

                              2.均溫版                 7.矽膠隔熱墊

                              3.熱電晶片               8.三用電表

                              4.鋁片                   9.溫度計

                              5.散熱膏                 10.凸透鏡

                             2.尋找合適的散熱材料              6.利用電表與溫度計測量
                             3.尋找廠商代替加工                7.討論實驗過程並加以改進
                             4.組裝散熱裝置                    8.完成作品

結論

1.由實驗數據看出，太陽光聚焦打在鋁片上(聚光表面)，    其溫度可達150℃以上，但是當熱透過鋁片均勻傳導至鋁片下方與晶片接觸面時，溫度只能到達50~60℃。經討論後，可能晶片上方導熱鋁板與下方散熱鰭片過於接近，以致溫差無法提高。

2.實驗過程中，因著太陽會移動，所以必須時刻校正對準太陽的方向，故溫度無法穩定，未來應搭配追日系統以提升效率。

3.為了確實測定晶片效能，我們另使用電熱棒配合銅塊置於晶片表面，晶片確實可以達到15W左右，證明溫差發電可行，我們必須努力改善使用太陽聚熱時將溫度確實導入晶片表面。

4.溫差發電若能實現，一方面可以使用太陽源源不絕的熱能，亦可以利用儲能設備達到24小時發電，並且利用自然散熱方式達到無動力發電，是乾淨又安全的發電方式。