利用汽车尾气余热温差的热电转换技术

介绍了利用温差进行发电的原理、热电材料、温差发电装置结构等。重点探讨了汽车发动机尾气余热温差发电装置设计开发的具体步骤。该技术节约能源,绿色环保,应用前景广阔。     

高塞贝克系数的氧化物热电材料(英文)

热电材料是一种直接将热能和电能进行相互转换的能源材料,在废热(余热)发电、太阳能热源发电等方面有广阔的应用前景.氧化物热电材料具有性能稳定、可在高温环境下长期工作、无污染及成本低廉等优点,已成为高温热电转换材料领域研究的热点之一.系统阐述了氧化物热电材料的研究现状,讨论了结构调控技术提高材料热电性能的原因,并提出了氧化物热电材料的发展方向.     

温差热发电技术及其应用

温差热发电作为一种利用工业余热、废热、太阳能、地热能、海洋能等能源,通过循环工质驱动透平发电的技术,兼有不消耗煤炭、燃油等紧缺能源,低排放,节能环保等一系列优点．在阐述了温差热发电技术原理的同时探讨了温差热发电循环系统以及循环工质的研究进展,从太阳能、地热能、海洋能以及工业余热废热等角度出发,介绍了温差热发电技术的应用...     

余热发电技术在炼锌企业中的应用

主要介绍了低温余热发电技术在国内某火法竖罐炼锌厂的应用。锌冶炼过程中汽化冷却系统和余热锅炉产生大量的饱和蒸汽、排放的中低温废烟气及蒸汽所含的低品位热量等可用来进行发电。对低温余热发电技术所涉及的主蒸汽系统、电气系统功能、热工自动化系统功能等部分的设计进行了说明。     

温差发电元件串并联性能实验

为降低数据机房的能源消耗,研究了温差发电技术回收利用数据机房低温余热的装置设计,并通过搭建的小型温差发电模拟装置进行了实验研究,得到了不同数目温差发电片的热电模块在不同温差下的短路电流、开路电压和负载功率的实验数据。分析结果表明:温差发电片按串联、并联方式连接的短路电流和开路电压均随温度差和连接温差发电片数目的增加而增加;低温差条件下,所设计的小型温差发电模拟装置不考虑接触热阻时,热电模块的内阻为100左右;10~20℃的温差可以作为数据机房用于回收利用低温废热的温差发电装置工作温度。     

大型燃煤热电联产系统研究现状和展望

燃煤热电联产系统是一种同时供热和发电的能源利用方式,由于其具有较高的能量利用效率而被广泛采用。低碳要求日益严格增加了高比例可再生能源嵌入的必要性,与此同时,对燃煤热电联产系统提出了新的要求。结合燃煤热电联产系统的特点,首先从供热参数的优化设计、增设热泵系统的余热回收以及耦合可再生能源系统等三个方面介绍了提高系统效率的研究现状,然后从扩大热电比、增设电热转换装置以及耦合储能系统等三个方面评述了提高系统灵活性的应用方式,最后从灵活碳捕集和化学链燃烧技术应用于燃煤热电联产系统进行了展望。期望对未来燃煤热电联产系统的发展方向提供指导。     

中低温热能发电技术的热力学对比分析

中低温热能的发电利用是太阳能、地热能转换利用及工业余热资源回收的重要方式。首先从热源温度、循环方式及技术特点出发,对典型的几种热功转换循环方式进行了分析,并且基于热源温度和装机容量的划分归纳出了各个循环适用定位,同时指出了对于350℃温度以下中低温热能,适合采用ORC和Kalina循环。最后从热力学分析角度,分析了两种循环下不同压力范围下,膨胀机入口温度与循环热效率之间的关系,得出ORC更适合于工业余热、太阳能等中低温热能的转换利用。     

通过强化热端吸热优化环状热电发电器件性能

热电发电器可以将热能直接转换为电能,被广泛应用于余热利用领域。针对环状热源,环状热电发电系统(ATE)具有更好的兼容性。然而,目前ATE输出功率和转换效率仍然比较低。影响其性能的主要原因之一是热端吸热较差。针对环状热电发电热端结构进行了优化设计,利用翅片强化热端吸热。运用标准的κ-ε方程和NK传热模型描述流体传热、耦合热电方程描述热电发电器件性质;利用ANSYS软件基于有限元法求解耦合的流体-ATE系统的性能。研究了有翅片和无翅片ATE热电输出功率和转换效率随入口处流体温度和流速变化的性质。结果表明,ATE在有翅片的情况下转换效率和输出功率均高于无翅片系统。特别在流速9 m/s和温度600 K条件下,有翅片ATE的输出功率和转换效率分别比无翅片系统高299%和6.02%。提出可行的提高ATE性能的方法,有益于热电发电器件在余热利用领域更广泛的应用。     

基于燃料电池的分布式热电冷联供总能系统

高温燃料电池具有发电效率高、燃料适应性强、余热温度高和环境友好等优点,因而,发展基于高温燃料电池的分布式热电冷联供总能系统具有重要的研究意义和良好的应用发展前景,可望为解决我国日益严峻的能源与环境问题开辟新路.介绍了分布式热电冷联供总能系统的工作原理、主要类型、特点及发展现状,提出了一种基于高温燃料电池的热电冷联供总能系统的构成原理,并对该总能系统进行了分析,为发展适合我国国情的分布式热电冷联供总能系统提供参考.     

热电联产应用技术国内外研究现状

综述了国内外热电联产应用技术的研究现状,主要介绍了以煤碳、燃气及垃圾为燃料的传统热电联产系统和以生物质能、太阳能、风能、燃料电池等新能源为主的新能源热电联产系统,并简要阐述了分布式热电联产系统及采用热泵回收余热的热电联产系统。对系统优化技术和成本控制进行了简要分析,总结了国内外热电联产系统存在的问题,并对我国热电联产系统的发展前景进行了展望,提出应综合利用各个系统的优势来提高能源使用效率。     

半导体温差发电在机车能量回收中的应用

利用半导体温差发电技术对电力机车冷却系统散热器中的废热进行回收,并将散热器中所含的低品位能源转化为电能储存在蓄电池中。通过对电力机车冷却系统余热的回收和转换及温差发电性能的分析,建立了温差发电系统模型;并针对温差发电系统的输出电压不稳定问题,设计了稳压电路;通过Matlab/Simulink仿真分析验证了设计的可行性,为此后的蓄电池组储能奠定了基础。     

热电发电器件能量转换效率测量

热电器件可以实现热能和电能的直接转换,在废热回收和固态制冷领域具有重要的研究价值,对热电发电器件的能量转换效率进行精确测量是评价热电材料和器件性能的重要基础。针对测量过程中存在测量参数多、误差来源广等问题,本文从测量原理出发,通过公式推导和合理赋值对影响能量转换效率测量的因素进行详细分析,指出提高器件输出功率和冷端流出热流值的测量精度对于获取准确的转换效率必不可少。其中,器件输出功率的测量结果主要受界面接触电阻的影响,冷端流出热流值的准确获取则需要选择合适的参比试样。此外,当热端温度较高时,还需要考虑热辐射的影响。最后,简要总结了近年来高能量转换效率热电发电器件的研究进展和面临的挑战。     

月球原位能源支撑技术探索构想

随着探月工程规模的不断扩大,仅仅依靠太阳能电池或小型放射性同位素电源将难以为月基活动提供充足持续的能源供应,研发月球原位能源供给技术是各类月基活动的关键基础。本文基于月壤和月岩恒温层与月球表面存在巨大温差的特性,提出了利用该温差进行发电的月基原位能源支撑技术构想,设计了月球温差热电材料热伏发电技术和月球温差磁悬浮发电技术及实施构想。月球温差热电材料热伏发电系统直接利用热电材料实现昼夜连续工作的热电转换,将月表辐射能（白天）以及月壤的热能（夜晚）连续转化为电能;月球温差磁悬浮发电系统和技术利用氨-铝热虹吸管取热和磁悬浮透平发电机发电的方案将月球表面与月球月岩恒温层之间的温差转换为电能。两类月基温差发电技术具有无机械摩擦、效率高、寿命长、质量轻的优点,可为探月活动原位能源供给提供相关技术支撑。     

太阳能温差发电系统热电性能的分析

温差发电技术是利用塞贝克效应直接将热能转化为电能的发电技术,是一种绿色环保的发电方式.本文对半导体温差发电模块的实际传热模型及温差发电系统的热电性能进行分析.探索温差发电系统达到较优性能时与各相关参数的关系,为以后的深入研究提供有价值的理论依据.     

Thermodynamic analyses and optimization for thermoelectric devices: The state of the arts

Thermoelectric effect is the most efficient way to convert electric energy directly from the temperature gradient. Thermoelectric effect-based power generation, cooling and heating devices are solid-stated, environmentally friendly, reliable, long-lived, easily maintainable, and easy to achieve miniaturization and integration. So they have unparalleled advantages in the aerospace, vehicle industry, waste heat recovery, electronic cooling, etc. This paper reviews the progress in thermodynamic analyses and optimizations for single- and multiple-element, single- and multiple-stage, and combined thermoelectric generators, thermoelectric refrigerators and thermoelectric heat pumps, especially in the aspects of non-equilibrium thermodynamics and finite time thermodynamics. It also discusses the developing trends of thermoelectric devices, such as the heat sources of thermoelectric generators, multi-stage thermoelectric devices, combined thermoelectric devices, and heat transfer enhancement of thermoelectric devices.     

热电材料研究的现状与发展趋势

热电材料作为以废热和太阳能为热源的发电技术的关键,受到世界各国的高度关注。近年来,随着纳米材料制备技术的不断进步和对纳米尺度下电子、声子输运机制研究的不断深入,热电材料的研究取得了很大突破。本文简要介绍了热电发电技术的能量转换原理,综述了热电材料在原子尺度、纳米尺度和微米尺度下的研究进展,指出从增加简并能带数、调控有序结构、形成共振能级等方面提高功率因子是热电材料研究未来发展的趋势。     

基于热伏材料中低温地热发电原理与技术构想

本文系统分析了我国中低温地热发电的现状和技术瓶颈,提出了热伏材料概念,以大尺寸单晶热伏材料及其相应的热伏器件等为关键技术切入点,系统提出了高效、稳定的中低温地热热伏发电以及基于冷、热、电联供一体化的工程实施和精准对接的技术原理和构想。该技术构想突破了传统中低温地热发电通过机械能转化为电能的局限性,利用大尺寸单晶热伏材料将热能直接高效转化为电能,这一创新技术研发对保持我国在地热发电领域尤其是中低温区的国际核心竞争力、获取自主知识产权、实现地热能高效利用和规模开发具有重要的战略指导意义。同时,该战略性技术构想有望引领全球地热发电新的技术革命,以奠定我国在中低温地热发电领域处于全球领先地位,从而实现地热资源的清洁绿色可持续利用。     

Review:Phonon Engineering in Thermoelectric Materials

综述：热电材料的声子工程

Asfandiyar¹,端思晨¹,毛俊^{1, 2},张倩^{1, 2}

（1.哈尔滨工业大学（深圳） 材料科学与工程学院 材料基因与大数据研究院,深圳 518055; 2.哈尔滨工业大学 先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨 150001）

中文说明：

丰富的热能广泛存在于发电厂、汽车尾气和核电站中。热电转换技术作为一种环境友好型的新能源技术,可以实现热能和电能的直接转换,从而通过收集废热产生电量。热电器件的转化效率通常由与温度相关的热电优值（zT）来衡量,通过提升功率因子和降低热导率可以实现热电优值的有效提升。本综述总结了热电材料中的热输运问题,主要是利用声子工程降低材料的晶格热导率。通过总结点缺陷工程和纳米结构对降低晶格热导率的影响,本文讨论了利用降低晶格热导率来提高不同材料的热电优值。

关键词：声子传输,缺陷工程,纳米结构,热导率,热电优值,热电

     

溴化锂吸收式热泵及其在电站冷却水余热回收中的应用

利用热泵技术回收利用电站凝汽器冷却水余热资源是节能减排的一项重要措施.调查和研究了溴化锂吸收式热泵在电站冷却水余热回收中的应用、存在的主要问题和解决措施.研究表明:热泵回收的余热可用于加热供暖用的热网水、进除氧器的补水和凝汽器凝结水等;污垢和腐蚀是影响电站溴化锂热泵安全经济运行的主要问题;添加阻垢缓蚀剂、杀菌剂和清洗可防治污垢;合理选材、添加缓蚀剂和保持换热管清洁可防治腐蚀.