低温半导体温差发电单元数值模拟与仿真研究

为精确计算分析半导体温差发电单元内部温度场分布及发电特性,构建了常物性和变物性计算模型。在160~280 K温度区间下,分别利用常物性、变物性计算模型对温度场及发电特性进行数值计算,并与ANSYS有限元仿真结果比较。结果表明:在此工作条件下,变物性模型对温度分布的数值计算具有较高的精确性;对发电特性的计算存在一个特定的特征温差能够让变物性模型取代常物性模型,此变物性模型在大于特征温差范围内具有较好的精确度,有效改进了原有的常物性模型。     

基于半导体温差发电模块的锂电池充电装置

研究了半导体温差发电模块输出电压/输出功率与冷热面温度差的关系,并搭建了利用半导体温差发电模块产生的电能作为能量的一种锂离子蓄电池充电装置。首先在实验的基础上,讨论温度差和半导体温差发电模块输出电压及输出功率的关系;然后设计了利用3片温差发电模块工作在温差150K下输出14￣20V不稳定的电源。根据温差发电模块输出电压不稳定的特点,设计了一个稳压电路。最后,用MAX1679芯片实现4.2V锂离子蓄电池的充电电路,该电路具有预充功能,并且完成快充后进入脉冲充电阶段,既能实现完全充电又能减小持续大电流充电造成的损耗。     

半导体温差发电技术应用及研究综述

半导体温差发电直接将热能转换为电能,具有无污染、结构紧凑、无旋转部件、无噪声、免维护等优点,是一种新型的节能环保发电技术,可将地热能、太阳能、工业及生活余热废热、汽车尾气废热等低品位热能转化为电能,提高能源利用率。介绍了半导体温差发电的原理、应用领域及研究状况,总结了半导体温差发电技术存在的问题,分析了提高半导体温差发电效率的关键技术及未来的研究方向。     

基于半导体温差发电的数码设备充电装置

在野外的学习和工作中,往往出现便携式数码设备没电的情况;为了解决野外没有现成电源的情况下能对便携式数码设备进行充电,设计了一种利用野外篝火作为能量来源的便携式数码充电器。以塞贝克效应为理论基础,研究了半导体温差发电模块输出电压/输出功率与冷热面温差的关系;并结合高性能隔热材料与热管式散热器,利用半导体温差发电组件产生的电能作为电源;再配合相应的整流稳压模块制作出了数码设备充电装置。该充电装备适用于野外无电源环境,以野外篝火为热源,直接将热能转化为电能,通过USB充电接头实现对各类数码设备的充电,并且安全、可靠。     

半导体温差电系统的性能分析及散热外场研究

温差电系统以其适用分散性发电系统的优势,备受国内外研究者的关注。然而低温面散热效果的优劣直接影响温差电系统的性能,针对半导体温差电系统在Δt=100℃以下温差环境中能量回收利用的散热系统设计与性能测试,通过实验对比测试的方法,对发电系统冷端散热方式进行比较实验研究;总结出改善半导体温差电系统性能的一些措施,得出一些有意义的新结论。     

一种温差发电模块的研制及其性能测试

基于低温热源余热的回收再利用研制了温差发电模块.温差发电模块由4只温差发电组件电串联、热并联构成.温差发电组件采用了新的制作工艺,引入化学镀镍和整体焊接工艺技术,提高了焊接浸润性和可靠性.利用电子负载模拟实际应用对温差发电模块进行了放电试验,绘制了电流-电压-电功率和温差-电功率曲线.测试结果表明温差发电模块在焊料允许温度范围内,温差越大发电功率越大,其中在热面温度200℃,冷面温度30℃时开路电压和电功率为24.96 V和8.96 W.     

非对称翅片管式换热器管外对流传热强化实验研究

提出一种新型非对称翅片管式换热器,通过不同工况的实验,研究其传热过程和传热效果,并通过计算传热系数比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能。结果表明：非对称翅片管对流体的扰动强于环状翅片管和光管;相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器;采取相同面积的换热面,非对称翅片管换热器比环状翅片管换热器更加紧凑。     

介观尺度燃烧驱动温差发电的实验研究

为开发高性能微型可移动电源系统,设计并实验测试了一种介观尺度燃烧驱动的温差发电机(micro/mesoscale combustion powered thermoelectric generator,MCP-TEG)。MCP-TEG采用多台阶稳燃技术、烟气逆流换热技术和错列肋柱(Pin-fin)强化传热技术,同时将燃料混合器、预热器、燃烧器、稳燃器、集热器和均热器一体化集成。实验结果发现,设计的MCP-TEG的发电功率为29.6W,高于目前国内外的报道值,对应的发电效率为2.84%。此外,论文详细研究了MCP-TEG的输入功率、化学当量比、冷端散热和保温设计对发电性能的影响。实验发现存在一个最佳的化学当量比,使得MCP-TEG的发电功率最大。对于水冷型MCP-TEG,增加冷端散热并不一定能够获得更大的净发电功率。燃烧器的外壁面保温特性对发电性能有重要的影响,对于当前的MCP-TEG,燃烧器外壁面增加一层3 mm的保温层后,发电功率和发电效率均比不保温条件下的结果增加了4.6%。     

基于STM32的半导体温差发电装置的研制

半导体温差发电装置是一种通过半导体热电器件把热能转换为电能的电源装置。根据半导体温差发电装置的组成结构,分别对内部模块、半导体热电器件、发电装置整体结构进行了研究、设计和试制,并应用相关理论计算分析了半导体热电器件的发电特性;对半导体热电器件进行了测试且研究了半导体热电器件的开路电压、短路电流、输出功率等一系列输出特性,总结出了热电器件发电性能的规律。     

海洋温差发电技术

海洋是世界上最大的太阳能采集器,海洋温差能转换被国际社会公认为最具开发利用价值和潜力的海洋能源。文章介绍了一种新型的混合式海洋温差发电系统,可充分利用我国的海洋资源,具有效率高、寿命长、无污染、清洁高效等特点,应用前景广阔。     

A trial manufacture of a thermoelectric generator powered by high‐temperature heat transfer medium oil

A thermoelectric generator has been manufactured and evaluated for the purpose that the behavior of heat conduction and power generating performance can be clarified when the thermoelectric generator is powered by a high‐temperature heat transfer medium oil over 500 K. The thermoelectric generator needs a compression fitting mechanism which holds heat sinks and thermoelectric generating modules so tight that desirable heat conduction can be maintained for thousands of heat cycles. The pressure required for the compression fitting mechanism was experimentally investigated with a trial manufactured thermoelectric generator. As an experimental result the compression fitting mechanism of the modules requires 0.28 MPa compressive load, which is 80% less than the recommended value by one of the module manufacturers. Electricity obtained by the trially manufactured thermoelectric generator with bismuth telluride‐based modules increases in proportion to the square of the logarithmic mean temperature difference between the heat transfer medium oil and cooling water and attains 165 W at the logarithmic temperature difference of 180 K. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 141(1): 36–44, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10042     

商用温差电致冷组件用于发电的研究

由于环境保护和军事应用的需要,近年来温差电材料和器件的研究重新激发起人们极大的兴趣。研究了商用温差电致冷组件用于发电的可行性,实验得出各种条件下三种标准温差电致冷组件在发电模式下的输出性能,并讨论了用于低温发电的经济性。发现以目前的价位为基础分析,温差电致冷组件用于低温热源发电的成本已经低于工业用电的价格。利用商用温差电致冷组件发电技术大规模开发工业余热、汽车废热、垃圾燃烧热的时代已经到来。     

永磁风力发电机流体流动及传热性能数值研究

随着风力发电机容量增加,电磁负荷不断增加,发电机温升计算以及冷却介质流动分析的重要性不容忽视.针对发电机内部温升分布不均、流体流动复杂的问题,以计算流体力学(CFD)和传热学为理论基础,根据2.5 MW永磁风力发电机通风系统结构和传热特点,建立全域三维流动及传热耦合的物理模型和数学模型,结合工程实际给出基本假设和边界条...     

太阳能温差发电技术的研究进展

以太阳能集热技术与半导体温差发电有机结合得到太阳能温差发电技术,该技术有着无噪音,寿命长,性能稳定等特点,是绿色环保的发电方式。简单介绍了太阳能温差发电的原理,回顾了国内外的研究进展及现状,对自行设计的太阳能温差发电系统进行了介绍,并指出太阳能温差发电的应用前景广阔。     

对凝汽器传热系数公式修正的研究

在凝汽器传热系数的计算中,通常采用的是前苏联别尔曼公式,通过实例发现别尔曼公式中凝汽器蒸汽负荷和循环水流量对传热系数的修正不足,造成了别尔曼公式计算结果与实际运行值存在偏差.针对别尔曼公式在循环水流量和蒸汽符合偏离设计值时产生的偏差给出了改进的修正系数,并对原有修正存在偏差给出了理论解释,计算证明改进的修正系数获得了良好的效果.     

Power-generating performance of alkali metal thermoelectric converter

The alkali metal thermoelectric converter (AMTEC) utilizing the sodium ion conducting β-alumina is a device to convert heat energy to electric energy directly. It is characterized by high conversion efficiencies, high power densities, no moving parts and low maintenance requirements. Because of these merits, AMTEC is one of the most promising candidates for aerospace power systems, remote power stations and dispersed small-scale power stations. In this paper, the experimental results of the series-connected cells and the theoretical considerations about internal resistances have been reported. For the single cell, the open voltage of 1.37 V and the maximum power of 7.89 W and maximum power density of 0.40 W/cm² at the sodium temperature of 1077 K have been obtained. For the two series-connected cells, the open voltage of 2.60 V and the maximum power of 12.3 W at the sodium temperature of 1016 K have been obtained. This power was about 90 percent of the sum power of two cells. This power decrease is due to the resistance of the current-collecting busbar. It is necessary to optimize the current-collecting busbar considering the electrical resistance and heat conductance.     

电信级温差电致冷组件老化筛选实验方法

以Bellcore标准为依托,结合温差电致冷组件的特性,设计了电信级温差电致冷组件老化筛选实验方法.以典型型号温差电致冷组件为样品,进行实验方法的验证分析,通过测试、分析实验样品的热电性能,并与未通过老化筛选的组件同时进行模拟工作实验,发现该方法能有效地、可靠地筛选出电信级温差电致冷组件.     

温差发电技术的研究进展及现状

温差发电技术是一种绿色环保的发电方式,它可以合理利用太阳能、地热能、海洋热能、工业余热废热等低品位能源转化成电能。介绍了温差发电技术的原理,回顾了国内外的研究进展及现状,对温差发电中存在的发电效率低、温差电组件使用寿命短、可靠性不高等问题进行了分析,并提出了解决的办法。同时指出随着热电材料和温差电组件性能的提高,温差发电技术的优势将更加明显,应用前景广阔。