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。     

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.     

Bi2Te3基温差发电组件的热应力和结构参数选择

温差电材料性能决定了温差发电组件(TEM)的发电功率及转换效率,而在使用过程中由于环境因素的影响,对其机械性能也提出了一定的要求.热压法制备的Bi2Te3基温差电材料密度和强度均有提高,缓解了区熔法制备的Bi2Te3基温差电材料在平行于晶体方向上易发生解理破坏的问题,但还不能完全避免.通过分析Bi2Te3基温差电材料沿...     

碲化铋温差发电组件的寿命试验及其分析

通过寿命试验研究了TEG1-127-1.4-1.6-250型碲化铋材料温差发电组件在模拟使用过程中电输出性能的衰减规律,并讨论了碲化铋材料制备工艺对温差发电组件可靠性的影响.研究表明,在热面温度250℃,2250 h的寿命试验中,碲化铋材料温差发电组件的电输出性能衰减速率随时间的增加不断减小.热压制备碲化铋材料发电组件...     

略述温差电技术及其应用

温差电技术就是研究温差与电之间关系的科学，或者说是研究关于热能与电能相互转换的科学。在由两种不同导体构成的闭合回路中通有直流电流时，两个交接端子中的一个温度降低(吸热端)，而另一个则温度升高(放热端)，在两个交接端之间产生了温差，这一效应被称之为珀尔帖效应(温差电制冷、制热效应)。温差电制冷组件一般都采用半导体材料制作而成，故又称其为半导体制冷、电子制冷组件。     

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。     

新型温差发电组件的研制

为发展高温温差电致冷组件(也称为新型温差发电组件)用于低温热源发电与应用,进行了新TEM(温差电池)模块制造工艺研究,主要进行了多种焊料的试验和研究,确定了最佳焊料配方Pb-Sn高温焊料,确定了工艺流程。按照这种工艺流程,使用Pb-Sn高温焊料,在焊接过程中能使组件内部元件表面有一个可靠的焊接点,结合力强保证组件高可靠,同时又能稳定组件高热电性能。在温差电转换能量技术上,为了获得高的发电效率。通过实验和研究确定制作新TEM(温差电池)模块的工艺途径,提高热面工作温度。     

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。     

基于MPPT算法的温差发电回收效率研究

针对目前汽车尾气温差发电效率低的问题,通过搭建温差发电实验平台获取温差发电模型,验证最大功率点追踪(MPPT)算法的可行性.分析热电片的开路电压与温差的工作特性,并绘制负载特性曲线,结合改进的二分梯度MPPT控制算法,以提高温差发电回收效率.通过Matlab/Simulink仿真结果表明:相比于传统开路电压法(OCV)和扰动观察法(P&O),提出的MPPT算法在跟踪精度和速度上实现了较大的提升,对后续温差发电实验及算法研究可提供一定的指导.     

铝电解槽侧壁余热温差发电的应用

铝电解是高能耗产业,近一半的电能以热量形式直接散失,降低铝电解槽能耗是铝电解过程节能重要的研究课题之一.根据铝电解槽侧部熔体区槽壳散热特点,在测试槽壳热流密度与槽壁温度等参数的基础上,对铝电解槽的低品位废热进行温差发电的可行性分析;通过实验的方法研究了磁场对温差发电器件的性能影响;根据散热孔的结构,设计制作了温差发电装置,并对散热器进行了优化;在电解槽上对温差发电装置的输出功率、温差电转换效率进行测试,数据表明温差发电在铝电解中的应用是可行的,为铝电解过程的节能探索出一条新途径.     

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。     

Superlattice thermoelectric materials: A source of power-generation

ABSTRACT

Superlattice thermoelectric materials are important for power-generation devices that are designed to convert waste heat into electrical energy. Thermoelectric technology has only occupied niche areas, such as the radioisotope thermoelectric generators for NASA'S spacecrafts, where the energy-conversion efficiency are outweighed by the application requirements. Superlattice thermoelectric materials advances and an increasing awareness of energy and environmental conservation issues have rekindled prospects for automotive and other applications of thermoelectric materials. This article reviews thermoelectric energy-conversion technology for radioisotope space power systems and several proposed applications of thermoelectric waste-heat recovery devices in the automotive industry.     

采用热电半导体的小型海上太阳能集热发电系统

海洋中蕴含着多种形式的能源,且储量巨大,为了充分利用这些能源,提出了一种基于热电半导体发电技术的小型海上太阳能发电系统。这种系统利用太阳能产生热量来加热传热工质,利用海洋的波浪能实现传热工质的循环,利用热电半导体实现温差发电,从而实现将海洋太阳能和波浪能同时利用。介绍了该系统的结构组成和工作原理,通过对热电半导体的理论分析和仿真验证,发现热电半导体理论上可以实现10%的能量转化效率。由于该系统结构简单、无机械零部件、集成度高,因此具有可靠性高,维护成本低等优点,有一定的应用前景。     

燃料电池混合电动车中低温热能发电系统

质子交换膜燃料电池(PEMFC)通常在为电动车提供电力的同时,也要产生相当数量的废热(约40%～60%)。为了提高质子交换膜燃料电池混合电动车的能量利用率,提出了将温差发电机作为PEMFC的废热回收装置,使其能利用PEMFC低品位的热能进行二次发电并用于锂电池的在线充电。通过对该热电联供系统的热力学分析,得出了温差电池在PEMFC不同运行温度下的发电功率。试验结果显示,此系统可以在提高能量综合利用率的同时,降低对车载锂电池尺寸的设计要求。     

火电厂排烟余热用于温差发电的实验研究

为了提高火力发电厂的能源利用效率以达到节能减排和保护环境的目的,进行了利用火力发电厂排烟余热进行温差发电的实验。搭建实验平台,进行了一系列的实验研究,得到了单个半导体温差发电器件在输出功率最大时的匹配负载,以及在匹配负载下改变热端温度,得到了温差发电器件的温度—功率曲线。设计了一种将该温差发电器件用于排烟余热进行发电的方案,并以徐州某电厂为例进行经济性分析。     

热电材料综述

摘要：论述了Co系氧化物热电材料的结构特征和热电特性。阐述了提高热电材料热电特性的途径以及热电材料在温差发电和制冷方面的应用,提出了氧化物热电材料必将成为材料研究亮点的观点。     

“双碳”背景下热电机组-储热联合运行消纳弃风策略

在“双碳”目标背景下,针对目前“三北”地区在冬季供暖期存在的大量弃风问题,提出了一种热电机组-储热联合运行消纳弃风策略。在分析热电机组电热运行特性的基础上,深入研究了“三北”地区在冬季供暖期的弃风机理,分析了配置储热对热电机组调峰容量的影响,讨论了热电机组-储热联合系统运行机制,并基于此制定了热电机组-储热联合运行消纳弃风策略。建立了包含热电机组、储热系统、火电机组、风电机组的电热综合调度模型。与传统模型相比,所提模型兼顾了系统热、电双重能源平衡,求解过程以系统总煤耗量最低为目标函数。计算结果表明,热电机组配置储热可有效解耦其“以热定电”运行约束,增加系统调峰容量,降低弃风量。     

考虑热能动态平衡的含氢储能的综合能源系统热电优化

在综合能源系统中,电力系统和热力系统通过热电联产机组、电锅炉等装置耦合,对系统内电能和热能进行协调管理,可提高系统的运行灵活性,为系统消纳可再生能源提供新途径。为此,提出了一种考虑热能动态平衡的含氢储能的综合能源系统热电优化模型。首先,建立氢能系统模型,对系统内电解槽、氢燃料电池等设备进行精细化建模,挖掘氢能的利用潜力,提高了系统的运行经济性。然后,基于用户对室温要求的模糊性,引入热功率松弛项使热能保持动态平衡,提高了系统设备出力的灵活性。最后,以综合能源系统运行成本最低为目标函数,以能量平衡、网络安全为约束条件,建立综合能源系统热电优化模型。仿真结果表明,所提模型可在满足用户用能需要的同时降低系统的运行成本,提高风电消纳水平。