利用余热温差发电降低中冷器气体温度

正目前国内外许多学者对汽车温差发电技术进行了研究,主要利用汽车尾气余热体现在以下方面:(1)改善温差电材料特性,如增大无量纲优值系数、改善热电材料结构等;(2)增大温差,如增强冷端散热;(3)改善汽车尾气结构。但汽车上的其他余热资源并没有有效利用。汽车中冷器在冷却增压器的高温气体时会释放大量的热,若利用这些余热进行温差发电,不仅变废为宝,同时也降低了中冷器气体温度,使发动机的进气量更充分,燃烧更彻底,达到汽车节能高效的目的。汽车中冷器是在增压器出口和发动机入口之间的空气冷却器,使增     

一种温差电单偶热电转换效率的测试方法

提出了一种温差电单偶热电转换效率的测试方法,将测定输入温差电单偶的热流量分解为测定温差电单偶的输出电功率与测定从温差电单偶流出的热流量,并用温差电热流量计测定温差电单偶冷面流出的热流量。该测试方法避免了测量输入温差电元件的热流量,因此可以不考虑温差电元件侧面对流、辐射热损失防护问题。半导体温差电材料的塞贝克系数可以是金属的几倍,因此温差电热流量计的灵敏度高,热电转换效率的测量可以获得较高精度。给出了一些温差电单偶热电转换效率的测试结果。热面温度500℃,冷面温度50℃时,碲化铅/碲化铋级联温差电单偶的最大热电转换效率测试结果为8.45%。当冷面温度固定在50℃,作者测试了一对碲化铋温差电单偶热电转换效率随热面温度变化的规律,结果显示其热电转换效率呈近似线性增长。讨论了测试误差的来源,认为测试误差主要来源于热流量计的标定误差。     

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。     

PbTe/BiTe分段温差电单偶仿真设计研究

考虑温差电材料的热电性能参数随温度的变化,建立了分段温差电单偶的优化设计模型.利用商用有限元软件ANSYS分析了PbTe/BiTe分段温差电元件长度比例、元件截面积、接触电阻、冷热面温度等变化对热电转换效率的影响,并进行了敏感度分析.计算结果表明,利用分段温差电单偶能够有效提高温差电池的热电转换效率,用PbTe/BiTe材料组成的分段温差电单偶的理论热电转换效率超过10%.     

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。     

基于LNG与汽车尾气大温差下的温差发电研究

为了有效利用液化天然气(LNG)汽车中LNG的冷能以及排气的热能,提出利用半导体温差发电器,分析计算了LNG与发动机排气的可回收能,设计了回收利用冷能和热能的流程,计算了各个状态点的参数,建立了大温差下的多级温差发电器模型,并对其输出功率和热电转换效率进行了计算。结果表明,利用半导体温差发电器来回收LNG的冷能和排气热能的方案具有可行性;在大温差的条件下,多级温差发电器能有效地提高热电转换效率。     

地热-温差发电系统的实验研究与经济性分析

在详细了解地热能源利用和温差发电装置发展现状的基础上,提出了地热-温差发电系统。通过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时的T-P曲线。最后,采用西藏羊八井的地热参数为此发电系统的运行参数,对系统进行经济性分析,验证了系统的合理性与实用性,为地热能及温差发电进一步的合理利用提供了借鉴。     

半导体温差发电器模块的热分析

以TEP1-1264-1.5型温差发电器为研究对象,简化了温差发电器模块的几何模型,提出了一种模块整体化的计算模型。考虑了温差发电器两端的接触热因素的影响,以热力学的角度对温差发电器模块稳定工作时进行数值分析。结果表明:考虑了功率损失和接触热对温差发电器热电性能影响时,输出电动势与发电器热端温度并不呈简单的线性关系,输出电动势的增大幅度随热端温度升高而逐渐减小。此外,半导体材料导热系数、发电器冷端对流换热系数对温差发电器的热电性能也有较大影响。     

汽车尾气温差发电装置的设计、制作及性能测试

温差发电是一种利用热能驱动热电材料内部载流子的定向迁移,将热能转换成电能的清洁能源发电技术。目前,温差发电技术已在航空航天、军事、医学、太阳能发电等领域得到广泛应用。介绍了温差发电技术在高温汽车尾气发电上的应用,主要包括大功率汽车尾气温差发电装置的设计和制作,以及温差发电装置输出性能测试平台的搭建,并测试了汽车尾气温差发电装置的输出功率和转换效率。实验表明,在一定的温度范围内,输出功率和转换效率随热端温度的升高而线性增加,在可实现的温差和热端温度下,温差发电装置输出功率可达千瓦级别,理论转换效率接近10%。     

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.     

基于ANSYS的温差发电器性能

温差发电器用作高压电气设备的电源,能够有效解决检测装置的信号和电源隔离问题,并使设备余热得到利用。为了提高温差发电器的性能,本论文研究了影响温差发电器性能的各种因素,并在ANSYS上建立了由单PN结组成的热电单偶的三维模型。分别在稳态和瞬态条件下,研究了几种不同的绝缘填充物和散热片翅片高度对热电单偶的冷热两端温差和输出电压的影响。结果表明,随着冷端散热片翅片高度的增高,稳态时冷热两端温差和输出电压增大到逐渐趋于稳定;随着PN结的缝隙之间所添加的绝缘填充物的热导率的增大,稳态时冷热两端的温差和输出电压减小到逐渐趋于稳定。通过实验结果对比分析,仿真结果得到了进一步验证。     

分段温差电元件的设计

由于分段温差电元件能够在较宽的温度范围内很大程度地提高热电转换效率,因此,在世界范围内受到广泛的关注。对碲化铅(PbTe)材料和碲化铋(Bi2Te3)材料组成的分段温差电元件进行了理论设计和计算。确定了在热面温度为773K、冷面温度为323K,元件总长度为15mm时,PbTe的最佳长度为8.8mm。测试结果表明:由设计的元件制作出的分段温差电单偶的热电转换效率达到了7.31%。     

温差发电器中热电材料物性的影响分析

考虑温差材料的塞贝克效应及电流的珀耳帖效应,与传热方程相结合,建立了温差发电器的一维计算模型,数值模拟了温差发电器的热电耦合工作过程。主要分析了温差材料的导热系数、电阻率和塞贝克系数的变化及其变物性计算对温差发电器工作性能的影响。计算表明,材料的导热系数、电阻率及塞贝克系数对发电器转换效率的影响规律均为非线性的,其中导热系数的影响作用最明显;当发电器的温差电元件物性参数差别较大时,其内部有不同的温度分布,采用平均值计算会有明显的误差;温差材料物性参数随温度变化后,发电器工作性能有较大的变化。     

温差电材料研究新进展

１引言近十年来,由于环境保护的需要,温差电材料的研究重新引起人们的兴趣。温差电致冷是一种“绿色”的致冷方式。它在计算机、红外探测、光电子领域的小功率致冷方面,在医学和生物样品的致冷方面,在家用冷藏箱、饮水机上有大量应用,在高温超导领域也有巨大的潜在应用价值。同位素温差发电器,由于具有最大的体积比能量和质量比能量以及抵抗恶劣环境的能力,因此是目前唯一可用的高空探测器电源。温差发电器在工业余热、汽车废热的利用方面也有很好的应用前景。目前,在与常规的制冷方式和传统电源的竞争中,关键的就是增加温差电致冷…     

锅炉余热回收温差发电装置设计与性能分析

温差发电技术应用于回收锅炉中的烟气余热资源有着良好的发展前景.设计一种可拆卸的锅炉管道余热回收温差发电装置,并在不同负载电阻下对多种串并联组合方式的TEG阵列进行发电性能研究.结果表明:温差发电装置结构设计合理,TEG冷热端温度均匀分布,热端温度最大137 ℃,平均温差为107 ℃.当TEG全部串联且阻值比约为1.1时,输出功率最大,为6.84 W,即该温差发电管道余热回收装置有一定意义上的热电转化能力,并对后续温差发电系统的设计具有一定的指导意义.     

真空热电子-热光伏耦合发电器件性能研究

提出了一种真空热电子-热光伏耦合发电器件,基于能量平衡方程建立了真空热电子-热光伏耦合发电器件的理论模型,获得了器件输出功率和转换效率的一般表达式,并确定了器件的优化参数,研究了热源温度和极板功函数对耦合发电器件输出电压、功率和效率的影响规律。结果表明:优化参数后,该耦合发电器件的最高转换效率可达24.3%,较单独的真空热电子发电装置提高了6.9百分点,其最优输出功率约为后者的3.5倍;耦合热光伏模块后的器件在不同参数下都能实现输出稳定,提高热源温度或降低阳极功函数可进一步提升器件性能。本文将为适用于太阳能或核能的热电子复合发电技术研发提供有益参考。     

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。     

聚光时提高太阳电池效率的实验研究

为了能够更有效地提高聚光条件下太阳电池的转换效率,在重力热管和温差发电模块的基础上,建立了一种通过利用热管的高效传热性能和良好的均温性导出电池板的热量,同时利用温差发电模块将太阳电池板的余热转化为电能的新型太阳电池冷却系统,并且分别对三种不同冷却方式下三接面砷化镓电池板的性能进行了实验研究。实验结果表明,与"热管"冷却技术、不冷却技术相比,"热管+温差发电"冷却技术综合利用了光伏与光热发电技术,有效地降低了太阳电池的温度,较好地提高了电池板转换效率,并且使电池板的转换效率高达32%。     

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...     

温差发电装置在汽车发动机上的应用

对温差发电装置中的主要器件热电转换模块进行了热电耦合模拟,温差的大小是决定发电效率的直接因素之一。对热电模块在温差发电装置上的安装以及装置在汽车发动机上的安装位置做了系统分析,接触面之间要填充导热硅脂,在排气管道距出口1/3~1/2处安装装置较为合理。为保护蓄电池,通过稳压电路对电池进行恒压充电。介绍了电动涡轮增压器与温差发电装置在不同车况下的配合使用。利用汽车发动机排气余热进行温差发电可以使燃料的利用率提高,间接地节约了能源。