一种热伏发电芯片发电性能测试装置的制作方法

本发明涉及温差发电，特别涉及一种热伏发电芯片发电性能测试装置。

背景技术：

1、海上油气田开发生产过程中的高温高压油气资源从地下开采至地面过程中大量的热能资源没有得到充分的利用，从而造成能源的浪费问题十分严重。如果能将海上高温高压油气资源从地下开采至地面过程中大量的热能资源转换为电能，既能有效减少热能排放，同时能通过余温发电解决油气田开发过程中的用电问题，对油气田开发节能减排具有非常重要的作用。

2、在众多的余温发电技术中，热伏发电技术是基于塞贝克效应，将热能直接转换成电能的一种新型发电技术，在油气田开发过程中具有重要的发展潜力。该技术能直接将海上油气田开发过程中井口油气流体携带的余温进行发电，实现井口油气流体余温的回收利用，对环境无污染，备受行业关注。

3、热伏芯片是热伏发电技术的核心，目前在热伏发电芯片的研究还处于研究探索阶段，热伏芯片发电电压输出、电流输出及功率输出的稳定性、连续性是该项技术应用的关键，特别是针对海上复杂工况(流体压力、流压、温度等不稳定)条件下热伏发电芯片发电性能测试至关重要。急需一种用于海上不同工况下热伏发电芯片发电性能测试的装置及方法，从而指导热伏发电技术的快速研究及应用，以便热伏发电技术能更好的适应海上多变的复杂工况。

4、针对上述研究内容，目前的热伏发电芯片的性能测试装置存在以下不足：一次只能测试一块热伏发电芯片现有装置热伏发电芯片与加热台之间导热性不佳，测试结果误差大；现有装置无加压系统，不能测试不同压力载荷条件下的发电功率和效率；现有装置无法根据不同温度、压力需求实时调整测试温度及压力；现有装置无法根据井口流体流量变化，实时调整流体流量，无法测定不同流量条件下的热伏发电效率。

5、因此一种用于海上不同工况下热伏发电芯片发电性能测试的装置及方法成为解决问题的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种热伏发电芯片发电性能测试装置，其设有加热端、待测热伏发电芯片组、水冷块、加压装置、电力测量表和数据监控器，能够测量待测热伏发电芯片组不同温差和不同压力载荷条件下的电压、电流和功率值。

2、本发明的目的在于提供一种热伏发电芯片发电性能测试方法，能够测量待测热伏发电芯片组不同温差和不同压力载荷条件下的电压、电流和功率值。

3、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括：

4、加热端，其与加热装置连接；

5、待测热伏发电芯片组，其设置在所述加热端的上端面上，在所述待测热伏发电芯片组的两端分别设有阳极和阴极；

6、水冷块，其设置在所述待测热伏发电芯片组的上端面上，并与水冷装置连接；以及

7、加压装置，其设置在所述水冷块的上方，用于向下施加压力；

8、电力测量表，其分别与所述待测热伏发电芯片组的阳极和阴极电连接，用于测量待测热伏发电芯片组产生的电压、电流和功率值；

9、数据监控器，其分别与所述加热装置、水冷装置、加压装置和电力测量表电连接，用于实时监测和记录所述加热装置、水冷装置、加压装置和电力测量表的数据；

10、其中，在所述待测热伏发电芯片组的上端面和下端面上分别设有0.05～0.2mm的导热硅脂，用于保障所述待测热伏发电芯片组与加热端和水冷块的良好的接触，确保导热性。

11、优选的是，所述加热装置包括恒温电热装置和/或恒温水热装置。

12、优选的是，所述恒温电热装置包括；

13、电加热块，其设置在所述加热端的下端面，用于加热；

14、第一温度控制器，其设置在所述电加热块的下方，并与所述电加热块电连接，在所述第一温度控制器内设有温度测量器和第一温度显示器，所述温度测量器用于测量电加热块的温度，所述第一温度显示器与所述温度测量器电连接用于显示温度测量器测量的温度；所述第一温度控制器根据所述温度测量器测量的数值控制所述电加热块。

15、优选的是，所述恒温水热装置包括：

16、恒温热水槽，其设置在所述加热端右侧，在所述恒温热水槽内盛装有循环水；

17、第一注水泵，其与恒温热水槽连接；通过并第一管路与加热端的进水口连接；

18、第二管路，其一端与所述加热端的出水口连接，另一端与所述恒温热水槽连接；

19、第一注水泵控制系统，其与所述第一注水泵电连接，用于控制所述第一注水泵；

20、其中，在所述第一管路和第二管路上分别设有用于控制通断的第一阀门和第二阀门。

21、优选的是，所述水冷装置包括：

22、恒温冷水槽，其设置在所述加热端左侧，在所述恒温冷水槽内盛装有循环水；

23、第二注水泵，其与恒温冷水槽连接；并通过第三管路与水冷块的进水口连接；

24、第四管路，其一端与所述水冷块的出水口连接，另一端与所述恒温冷水槽连接；

25、第二注水泵控制系统，其与所述第二注水泵电连接，用于控制所述第二注水泵；

26、其中，在所述第三管路和第四管路上分别设有用于控制通断的第三阀门和第四阀门。

27、优选的是，在所述恒温热水槽内设有第一加热棒和第一温度探头；第二温度显示器与所述第一温度探头电连接，用于显示所述第一温度探头测量的温度；第二温度控制器设置在所述恒温热水槽一侧，并与所述第一温度探头和第一加热棒电连接，用于控制所述第一加热棒，调节恒温热水槽内的水温。

28、优选的是，在所述恒温冷水槽内设有第二加热棒和第二温度探头；第三温度显示器与所述第二温度探头电连接，用于显示所述第二温度探头测量的温度；第三温度控制器设置在所述恒温冷水槽一侧，并与所述第二温度探头和第二加热棒电连接，用于控制所述第二加热棒，调节恒温冷水槽内的水温。

29、优选的是，所述加压装置包括：

30、压块，其由液压缸驱动，可升降地设置在所述水冷块的正上方；

31、压力控制器，其与所述液压缸电连接，用于控制下压力；

32、压力显示表，其与所述控制器电连接，用于显示下压力的数值。

33、优选的是，在所述待测热伏发电芯片组内设有多个热伏发电芯片，多个热伏发电芯片串联连接。

34、一种热伏发电芯片发电性能测试方法，应用上述任一项所述的热伏发电芯片发电性能测试装置，包括以下步骤：

35、s1、先在待测热伏发电芯片组的上端面和下端面分别涂抹0.05～0.2mm的导热硅脂，再将待测热伏发电芯片组放置在水冷块和热水端之间；将所述待测热伏发电芯片的阴极和阳极分别与所述电力测量表连接；

36、s2、通过水冷装置为水冷块的降温，所述通过加热装置将热水端的升温；通过加压装置向水冷块施加下压力；

37、s3、调整水冷装置、加热装置和加压装置的数值，通过电力测量表记录待测热伏发电芯片组的电压、电流和功率值；

38、s4、所述数据监控器分别与所述加热装置、水冷装置、加压装置和电力测量表电连接，用于实时监测和记录所述加热装置、水冷装置、加压装置和电力测量表的数据。

39、本发明的有益效果是：设有加热端、待测热伏发电芯片组、水冷块、加热装置、水冷装置、加压装置、电力测量表和数据监控器，能够测量待测热伏发电芯片组不同温差和不同压力载荷条件下的电压、电流和功率值。