冷、热端温度对半导体热电堆发电性能影响的初步研究

对半导体热电堆的发电性能进行了实验研究,得出这种半导体热电堆在冷端温度不变的情况下,其发电性能与热端温度的关系,以及半导体热电堆在热端温度的情况下,冷端温度对其发电性能的影响,发现半导体热电堆作为电源时,其内阻对它的性能指标有很大的影响,而且内阻随着温度的升高而增大,采用间化的方法从理论上计算了热电堆的特性,得到了计算与实验结果基本吻合。     

半导体热电堆串、并联发电性能及热电堆复现性研究

对半导体热电堆的复现性进行了实验研究。以此为基础进行了热电堆的串联,并联实验,得到了半导体热电堆串联并联的规律,并用有限差分法对热电堆的各项发电性能指标进行了数值计算,为热电发电技术做了有益的探索。     

低温下半导体热电材料发电性能的初步研究

为了对液化天然气(LNG)的冷能回收利用，对半导体热电材料在低温下的发电性能进行了实验研究，得到了这种热电材料的发电性能随冷端温度变化的关系，并发现在热端温度不变的情况下，冷端温度在特定温度下热电堆的输出电动势达到最大值。运用数值方法理论计算了该热电堆在实验所处条件下的输出电动势。并将计算值与实验值进行了对比。     

两级热电热泵的有限时间热力学分析

建立了考虑外部传热影响的两级半导体热电热泵模型，用有限时间热力学对牛顿传热规律下两级半导体热电热泵的性能进行分析，导出了供热率、供热系数与工作电流的一般关系式，得到了热电单元数的最优分配，并分析了多种因素对其性能的影响。     

两级热电热机的有限时间热力学分析

建立了考虑外部传热影响的两级半导体热电热机模型,用有限时间热力学对牛顿传热规律下两级半导体热电热机的性能进行分析,导出了功率、效率与工作电流的一般关系式,得到了两侧换热器的最优面积分配和热电单元数的最优分配,并分析了多种因素对其性能的影响。     

Bi-Te基热电材料的能带结构计算

采用基于密度泛函理论的自洽赝势方法，计算了Bi—Te基热电材料不同化学配比下的电子结构。介绍了Bi2Te3材料的能带以及态密度，并计算了不同配比材料的载流子有效质量。计算结果显示：随着碲含量的增加，Bi—Te基热电材料从N型半导体向P型转变，在导电性质确定的情况下，塞贝克系数随着碲含量的增加而升高。     

太阳能半导体热电装置尺寸的优化分析

以多P-N结构成的半导体热电装置为研究对象,通过对热电装置模型的简化,并考虑材料参数随温度变化的实际情况,建立了热电效率随尺寸变化的数学模型。分析得出了影响热电装置热电效率的尺寸参数,为优化分析确定了设计变量和状态变量,并使有限元优化分析得到了简化。借助ANSYS优化分析模块,计算出了热电装置的最优化尺寸方案。     

从新蒸汽份额说起

重温文献[1]中发电热耗和减压减温新蒸汽份额等概念，仿效汽机的内部抽油发电不足系数引入外部发电不足系数，产生外部供热煤耗计算方法理念，从而有助于热电联产热电燃料分摊的建立。     

温差发电技术及其在汽车发动机排气余热利用中的应用

介绍了采用半导体热电元件的温差发电技术的特征，包括对半导体材料的要求，适合作汽车排气余热发电的温差发电器的结构等，给出了美、日等国车用温差发电器的实例，还对相关技术的发展趋势作了分析。     

半导体热电堆电臂尺寸之研究

低品位热源的利用对社会经济具有重要的价值，热电发电器件是将此类能源进行转化的最有效的方式之一。该文对半导体热电堆电臂的几何尺寸参数对发电性能的影响进行了实验研究，并将数值差分法应用于热电性质的研究，以此进行了理想情况下的计算，发现实验和理想情况存在着较大的差距。最后分析了解决接触区影响的基本途径和方法。     

低温差下半导体温差发电器(火用)分析

半导体温差发电器的性能通常用输出功率和工作效率来进行评价，但在低温差对低品位能的利用上，只用工作效率来评价是不全面的。从[火用]的角度对低温差下半导体温差发电器的工作性能进行了分析，提出了[火用]效率，用炯效率来作为低温差下半导体温差发电器的评价参数。实验结果表明，随着温差的减小，半导体温差发电器的工作效率明显下降，但[火用]效率则基本稳定。     

ZT值温度依存性对温差发电器热电性能的影响

为了评估热电材料ZT值温度依存性对热电发电器性能的影响,基于HZ-20商用热电材料的热物性参数,分别采用定物性与变物性的计算方法,对温差发电器在具有不同热源温度下的工作性能进行理论研究。研究结果表明,当采用定物性方法计算时(即不考虑ZT值温度依存性),输出功率及相应转换效率的计算值都较采用变物性计算时存在一定的偏差。当半导体热端温度低于定物性计算时采用的定性温度值时,偏差很小,但随着半导体热端温度的继续增加,偏差则越来越大,高热端温度下计算得到的计算偏差达30%左右。因此,热电材料ZT值温度依存性对温差发电器热电性能的影响不容忽视。     

Analytical model of parallel thermoelectric generator

The paper studied the performances of parallel thermoelectric generator (TEG) by theoretical analysis and experimental test. An analytical model of parallel TEG was developed by theoretical analysis and calculation, based on thermodynamics theory, semiconductor thermoelectric theory and law of conservation of energy. Approximate expressions of output power and current of parallel TEG were deduced by the analytical model. An experimental system was built to verify the model. The results indicate that only when all of the thermoelectric modules (TE modules) in the parallel TEG have the same inherent parameters and working conditions, the parallel properties of the TEG are the same as that of common DC power. The existence of contact resistance is just like the increase of the TE module’s internal resistance, which leads to the deceases of output power. The thermal contact resistance reduces the output power by reducing the temperature difference between the two sides of the thermocouples. The results derived from the model are basically consistent with the experimental results, the model is suitable for the performance researching and designing of parallel TEG.     

Some peculiarities of thermoelectric transformation of energy in granulated semiconductors

The work presents a model of equivalent medium that allows one to estimate the thermoelectric characteristics of nonuniform semiconductor materials. The model describes experimental results obtained on microgranular silicon and defines ways of achieving high values of thermoelectric Q factor in transformers of thermal energy based on granulated semiconductors in a temperature range that can be easily achieved using solar concentrators.     

具有PCM的汽车尾气温差发电器的变工况模拟

以内燃机为动力的汽车尾气余热具有高度瞬变特性,而温差发电器(termoelectric generator,TEG)往往对温度的变化较为敏感,针对这一矛盾,在尾气管道和热电模块之间添加相变材料层以减缓尾气温度波动对热电模块性能的影响。通过模拟计算的方法,比较了变工况条件下,相变材料层的添加对热电模块热端平均温度、输出电压等因素的影响。结果表明,相变材料(phase change materia,PCM)的添加对热电模块热端温度波动起到了良好的缓冲作用,大大提高了TEG输出电压的稳定性。     

Optimum selection (design) of thermoelectric modules for large capacity heat pump applications

Thermoelectric modules should be selected or designed to meet the specific cooling/heating requirements of a particular application and in most cases, the cooling/heating capacity and the working temperatures (hot and cold side temperature of thermoelectric devices) are known. Computer modelling can be used to assist the selection process by determining the relationships between the cooling/heating requirements and optimum thermoelectric parameters thermoelectric modules suited to large capacity thermoelectric heat pump applications. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

Evaluation of thermoelectric modules for power generation

A procedure is developed to assess the potential of thermoelectric modules when used for electrical power generation. The generating performance of a thermoelectric module is evaluated in terms of its power output, conversion efficiency and reliability, while the potential for improving its performance is investigated based upon the power-per-area, cost-per-watt and manufacture quality factor. The methods employed in determining these parameters are described and used to evaluate several commercially available modules. The results show that a thermoelectric module is a promising device for low temperature waste heat recovery.     

基于余热回收的半导体温差发电模型及数值模拟

本文提出一种改进的半导体温差发电模型,在温差发电器热端加上矩形格栅,并将这种格栅近似看作黑体,同时进一步运用FLUENT软件对该半导体温差发电系统的流场、温度场进行了数值仿真计算,并对仿真结果进行分析。结果表明该模型确实能够提高温差发电器的热端温度、冷端与热端的温差,使大量余热得到有效的利用;冷热端的温差比无格栅时提高了49.33%。模拟结果还表明格栅的几何尺寸选取对温差发电器热端的温度及冷热端温差有一定的影响。