家中的鐵皮屋,每到夏季時如同烤箱一般,如果能讓室內降溫又能產生電,那可是一件很好的事情。

 

X博士摘要說明】

  1. 研究鐵皮內面加裝散熱風扇模組,室內溫度變化情形如何。
  2. 研究鐵皮產生電能情形如何。
  3. 研究鐵皮表面添加不同材質黑色塗料,受日照後鐵皮溫度變化情形如何。
  4. 研究鐵皮內面串聯五組 4×4 ㎝發電晶片模組,鐵皮溫差產生電能情形如何。

 

50 國小地球科學科作品

題目:鐵皮屋嘛ㄟ發電喔!

作者:屏東縣屏東市忠孝國民小學的同學們

 

【摘要(原文)

我們想了解鐵皮屋溫度、室內溫度以及溫差發電之間的關係,先直接測量鐵皮溫度,得知「鐵皮面積大小不會影響表面溫度」。接著,我們釘製大小不同的模型鐵皮屋,分密閉及通風兩種條件,得知密閉比通風室溫更容易升高,室內採取通風有助於室內降溫的條件;而室內體積小,室內溫度升或降都比室內體積大的效果來得明顯。我們又在鐵皮浪板內面加裝散熱風扇模組,實驗結果:讓風扇向地板方向吹,則有助於熱空氣與冷空氣對流,能夠降低室內溫度,使鐵皮溫度和室內溫度產生較大溫差。我們再加裝致冷晶片散熱模組連接三用電表,實驗得知鐵皮浪板表面溫度與室內溫度溫差越大,產生的電流、電壓也越大,於是再將鐵皮塗上黑色塗料以增大溫差,最後,再增加晶片散熱模組串聯,結果顯示電流、電壓均有明顯增大,我們可以利用這樣的太陽熱溫差來產生電能。

 

X博士步驟說明】

鐵皮內面裝設發電晶片模組,鐵皮溫差產生電能情形?

「席貝克效應」即利用冷熱溫差產生電能的原理。

 投影片2  

鐵皮表面溫度與室溫的溫差越大,則產生的電壓、電流也越大。

 

研究鐵皮表面添加不同材質黑色塗料,受日照後鐵皮溫度變化情形如何?

為了讓鐵皮能產生更大的溫差,我們在鐵皮表面添加不同黑色塗料,觀察是否會在同樣的日照之下,產生更大的溫差。

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平均最高溫是黑色「水性水泥漆」,與對照組鐵皮表面溫差約有8.17 之多。其次是黑色的「一般油漆」,和對照組溫差為 6.915。其它溫差則不超過 5

 

鐵皮內面串聯五組4×4㎝發電晶片模組,利用鐵皮溫差產生電能情形如何?

 投影片4  

五組 4×4 ㎝晶片模組串聯所得的電壓是一組 4×4 ㎝晶片模組的4倍。

 

數據分析與結論

晶片散熱模組除了能讓室內溫度降溫,也可以使鐵皮浪板表面溫度與室內溫度產生較大的溫差,而能利用這樣的溫差來產生電能。塗上黑色塗料使鐵皮表面溫度增高,進而加大溫差有助於產生更大的電能。使用較大面積的致冷晶片或是利用增加晶片模組的串聯,對於熱溫差所取得的電能積少成多,有很大的幫助。

 

以下是評審給的評語

 投影片5  

 

X博士評語】

台灣南部鐵皮屋使用面積廣大,太陽日照天數又多,如果實際運用在一般家庭中發電及蓄電,平均以20坪來計算,相當於是好幾片4*4本科展所研究的鐵皮大小,若能妥善利用,將可發出可觀的電量!!!