温差发电在发动机冷却系统能量回收中的应用

为实现发动机冷却系统能量回收利用,利用数值计算的方法对基于温差发电技术的发动机冷却系统能量回收装置进行了设计,主要包括散热系统、能量回收管和温差发电片连接方式等内容的设计,并实际加工完成了该能量回收装置.通过发动机台架实验研究表明,考虑到市售温差发电片耐高温不超过200℃的实际情况,对发动机冷却系统能量进行回收更为可行;同时也可以发现由于冷却系统自身温度较低,使得能量回收装置两端的温差相对较小,从而影响能量回收装置的输出功率.     

人体温差发电性能研究及可穿戴设备应用

针对可穿戴电子设备存在电池体积大、质量重等问题，本文基于塞贝克效应的热电转换原理，设计了一套体积小、质量轻的供电装置。对不同型号温差发电模块进行特定工况下的性能测试实验，并对工况传热过程进行Fluent数值模拟，科学地验证了实验数据的准确性，总结出散热片优化的必要性。研究结果表明，该装置可利用人体与环境间温差，实现温差发电，并为可穿戴设备供电，对装置进行散热优化，进一步提高发电量。此外，通过对实验和数值模拟的分析，设计一款基于微型热管散热的智能手表发电装置，并在结构上对装置冷端进行传热优化设计，其最终输出功率可达0.3 W。该研究证明了温差发电模块应用于可穿戴领域的可行性。     

汽车尾气温差发电装置及热电模块的布置研究

针对汽车尾气废热温差发电技术的研究现状,就如何在汽车排气管合适位置安装发电装置及布置热电模块进行了试验研究.根据现有热电模块性能参数,通过测定发动机排气通道外壁温度的梯度分布和不同结构废热箱体外表面的温度场分布,提出了汽车尾气废热温差发电装置在汽车排气通道上的位置要求和半导体热电模块在废热箱体上的连接方法,为汽车发动机废热温差发电装置在汽车上的安置提供了依据.     

高倍聚光下三结砷化镓电池输出特性实验研究

目前对高倍聚光系统下砷化镓电池性能的实验研究主要是基于室内模拟光源条件下进行的,对室外条件下的研究相对较少.设计并搭建了一小型菲涅尔聚光光伏系统,介绍了系统结构及其工作原理,并对其进行了室外实验研究.实验结果表明：当菲涅尔聚光光伏系统几何聚光比为500,13：00太阳辐射强度达到峰值948 W/m²时,聚光后单片电池的短路电流放大253倍,开路电压增加了0.34 V,电池背板温度为86.6 ℃,短路电流此时达到峰值,开路电压由于芯片温度升高影响并未达到峰值,峰值出现在10：30时,峰值为2.85 V,比太阳辐射强度达到峰值时的开路电压增加了0.03 V,此时电池背板温度为74.4 ℃.     

基于温差发电的锂电池充电装置的设计与实现

针对工业高温旋转环境下对温度采集仪器的供电比较困难的问题,该文设计了利用温差发电产生的电能作为能量的一种锂离子电池充电装置。分析了温差发电模块的输出电压／输出功率与温差的关系,然后根据温差发电模块输出电压不稳定的特点,设计了稳压电路,并用BQ2057W芯片实现对锂离子电池的智能充电管理。实验结果显示,该装置能够实现对电能的良好管理。     

发动机尾气温差发电装置

为了对发动机尾气中蕴含的高温能量进行回收利用,对基于温差发电的发动机尾气温差发电装置进行试验。首先基于现有发动机台架试验系统增加温度、电压和电流测量系统,在此基础上,通过测量不同内部结构集热器表面温度和排气噪声的变化得到集热器内部结构对温差发电性能的影响规律,通过测量不同冷却方式下温差发电片两端温度以及输出电压和电流的变化,得到散热器冷却方式对温差发电性能的影响规律。结果表明,集热器内部结构采用中空结构时,不同位置表面温度差在6 ℃以内,有利于保持其表面温度的均匀性,有利于电能输出,但是对于降低噪声没有帮助;采用强制风冷方式有助于提高温差发电装置两端温差,相对于自然冷却方式温差大约可提高14 ℃,从而提升输出电能,但是由于风速的提升可以同时增加冷端和热端的表面换热效率,使得较多的热量扩散到环境中,从而产生当风速达到某一数值后温差不变的现象;相比于侧面冷却,正面冷却方式更具有优势,大约将温差发电器两端的温差提升15 ℃,但是只能冷却一面。     

聚光太阳电池联合温差发电系统实验研究

设计并搭建一套小型聚光太阳电池联合背板温差发电系统,介绍了该系统的结构,推导了该系统输出功率的数学表达式,并在室外对其进行实验研究.结果表明：随着辐射强度的增强,太阳电池短路电流I_SC呈近似线性升高,高辐射强度下的增长率比低辐射强度时小;太阳电池的开路电压U_OC高于空冷对照组相对应的测量值,日平均高0.16 V,温差发电芯片的最大输出功率出现在辐射强度曲线的下行段,为0.52 W,一天的输出电量为2.9 W·h.     

利用回收尾气发电制冷的汽车主动式热电空调性能研究

针对汽车尾气排放造成的热污染和能源浪费,提出一种利用回收尾气发电制冷的汽车主动式热电空调,并对其性能进行研究。利用热电技术(热电发电、热电制冷)对汽车高温尾气废热进行回收,用回收热能对汽车内环境进行供冷。通过建立该主动式热电空调的热力学模型,对不同废气温度、室外环境温度以及车内温度对系统性能的影响进行对比分析。结果表明:主动式热电空调性能受尾气温度、室外温度和车内温度影响较大,且其中尾气温度对制冷量和发电效率影响最大; 增加发电片数目能够有效提高制冷量和系统效率; 当发电片数目n=6时,该模型可达到最大制冷量以及最大系统效率,分别为109.92 W和0.46。     

温差电组件串并联连接的热阻解析模型

为了选择合适的温差电组件和外部换热器,根据非平衡态热力学理论和牛顿冷却定律,对温差电组件采用串并联连接方式的温差发电系统进行了研究,导出了系统输出功率的热阻解析模型,探讨了温差电组件总数量、并联组件数量、热电模块及其热端和冷端的热阻等对系统性能的影响.结果表明,系统电阻与负载电阻、热电模块热阻与其热端和冷端的热阻之间存在匹配关系,能使系统获得最大的输出功率;随着并联组件数量的增加,最大输出功率和回路电流得到了提高,但系统的输出电压却降低了.研究结果为温差发电系统的合理装配及性能优化提供了理论参考.     

发动机排气管余热发电研究

本文介绍了一种发动机排气管余热发电方法,探讨了适用于该方法的发电装置.本体为管状结构,其管壁为热电转换器主体,中部为排气管路通道,外层设有低温冷却端,内壁设有高温吸热端,电流输出端子分别接低温冷却端和高温吸热端.将本发电装置的高温吸热端直接放入排气管内,使其充分吸收热量,同时车体、空气及发动机冷却水对热电转换器低温端进行冷却.利用车船发动机排气管800℃以上的高温和冷却端的低温进行温差发电,使能源再利用,节约能源.