温差发电技术及其一些应用

简要地介绍了温差发电的原理,热电材料方面的研究进展,并对这一技术的应用现状作了综述,指出作为利用热电转换材料将热能转化为电能的绿色发电技术,温差发电技术正引起越来越多的关注。     

浅谈温差发电

阐述温差发电的原理,以及利用塞贝克效应进行温差发电的半导体温差发电、太阳能温差发电、同位素温差发电及原理不同的海洋温差发电;回顾国内外各类温差发电的研究进展及现状,并指出各类温差发电的应用前景。     

温差发电技术及其在节能领域的应用

温差发电技术是利用热电转换材料直接将热能转化为电能的发电技术,具有无运动部件、体积小、重量轻、移动方便和可靠性高等特点,是绿色环保的发电方式。随着能源与环境问题的日益突出,温差发电技术在节能领域的应用日新月异,它是合理利用太阳能、地热能、海洋温差、余热和废热等热能转换为电能的有效方式。     

海洋温差发电技术

海洋温差发电的优点是几乎不会排放二氧化碳，可以获得淡水，因而有可能成为解决全球变暖和缺水这些21世纪最大环境问题的有效手段。     

温差电器件低温余热发电的实验研究

本文报道以常见低温热源做能源，通过温差电技术使之转换为电能的技术途径及样机的研制，并通过对样机性能的测试对这种发电方式的社会与经济效益的初步分析评估。     

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。     

聚光集热式太阳能热电偶发电技术研究

利用热电偶的热电效应,将热电偶串并联形成发电组件,将其热端采用聚光集热的方法用太阳能集中加热,冷端由空气自然冷却,形成一种新型的太阳能发电方式;初步研究这种太阳能发电方式中热电势与热电偶材料的温度、直径、长度、补偿导线之间的关系。结果表明,这种太阳能发电技术方法简单,设备成本低,有大规模推广前景。     

海洋温差发电技术

在赤道地区，海洋表层海水在太阳强烈地照射下温度高达30℃，而水深数百米的深层海水温度只有5．10℃。法国科学家最早提出了利用海洋的温差发电的设想。海洋温差发电是利用氨和水的混合液为工作介质。氨水的沸点为33℃，氨水借助海洋表层的热量在蒸发器里沸腾，用氨蒸汽带动涡轮机发电。作功后的氨蒸汽被深层海水冷却重新变成液体。     

半导体温差发电技术在铝电解槽中的应用研究

介绍了铝电解槽的结构与散热特点,通过计算侧部散热量及测试槽壁热流密度与温度,对温差发电技术在铝电解过程中的应用可行性进行研究。根据电解槽结构特点和温差发电的要求,设计加工温差发电装置,并在电解槽上进行现场实验,对发电装置的输出功率、热电转换效率进行测试计算。数据表明,温差发电在铝电解中应用是可行的,为铝电解过程的节能探索一条新途径。     

基于温差发电技术的空调冷凝器余热利用系统

本文项目基于半导体温差发电技术,针对压缩式空调的外机散热进行余热回收利用,将热能转换为电能,利用蓄电池进行存储。所设计的系统将温差发电系统安装在空调外机排风口,利用排风口温度与发电系统低温端之间的温差进行发电,发电量利用导线引出到电能处理单元,对蓄电池进行充电。该项目的设计是将空调冷凝器的余热回收再利用,这为减少空调能源损耗提供了一条可行性道路,具有很高的实用性和可靠性。     

海洋温差能发电的一种新设想

海洋表层水温与深层水温的明显差异蕴含着巨大的热力位能，叫做海洋温差能。海洋温差发电的基本原理就是借助一种工质，使表层海水中的热能向深层冷水中转移，从而做功发电。     

不同温差发电循环流程系统的热经济分析

采用模拟的方法,对朗肯循环、卡琳娜循环和上原循环建模,在不同热源温度环境下,分析不同循环流程热效率η和平准化度电成本C_LCOE的差异;同时,通过对循环蒸发温度和透平入口压力进行分析,探究其在不同循环流程中对热经济性能的影响。研究结果表明,卡琳娜循环在各热源温度下均有较高的热效率,但经济指标表现不佳;低温热源环境,纯氨工质朗肯循环在同等条件下C_LCOE最低,在设计时,朗肯循环应选用饱和蒸汽状态,尽可能增加透平入口压力,减小蒸发过热度;高温热源环境,上原循环C_LCOE最低,卡琳娜循环和上原循环C_LCOE极小值与热效率极大值对应的透平入口压力存在偏差,按最小C_LCOE标准可获得更高的发电量和更低的设备成本。因此,在流程设计时,需考虑不同循环在各热源环境中的热经济性能。     

海洋温差能发电热力循环技术进展

受传统化石能源日趋枯竭和环境污染的影响,海洋能作为一种清洁可再生能源得到了广泛关注。海洋温差能作为海洋能的重要组成部分,其储量和可转化电能巨大,且发电波动小、能量密度高,积极开发海洋温差能资源对实现科技兴海战略具有重要意义。海洋温差热力循环是海洋温差能开发利用的关键技术,其循环效率的高低直接决定了海洋温差发电系统的技术和经济性。本文综述了海洋温差能发电热力循环技术研究现状,对其基本原理及形式、热力循环构架、循环工质和热力学分析方法进行了详细阐述,并对海洋温差能发电热力循环技术进行了深入分析和展望。     

计及电热耦合的多级温差发电建模和试验研究

为准确描述多级温差发电器实际工作时各级节点温度分布与通过热功率及其热电输出特性之间的关系,文章建立了计及电热耦合的多级温差发电数值分析模型。运用贪心算法(Greedy Algorithm)编程求解,以常见的Bi2Te3,PbTe和SiGe 3种半导体材料的发电片为例,通过试验验证了模型的正确性,并进一步研究了电热耦合效应对多级温差发电器的Seebeck电压、发电功率和热电转换效率的影响。模型的数值求解和实测结果对比表明:由于电热耦合效应的存在,多级温差发电器在实际工作时各级节点的温度上升,但冷、热端的温差值减小;电热耦合效应会使Seebeck电压、发电功率和热电转换效率明显降低,下降幅度随多级温差发电器热端温度的升高而增大,随发电器级数的增加而减小。     

基于CCM交错并联Boost温差发电技术的研究

温差发电是利用温差半导体材料的赛贝克效应产生电能的一种新型发电方式,Boost变换电路是其工作的核心部分。文章分析了在电感电流连续模式(CCM)下两相交错并联Boost电路的拓扑结构及其各工作状态模型,得出了交错并联Boost电路抑制纹波的理论依据。在理论分析的基础上,进一步提出了将其应用于温差发电过程中电压的控制和最大功率跟踪,并进行了相关实验分析。理论和实验证明,该电路具有电压控制精度高、纹波系数小等优点,并最终通过最大功率跟踪技术大幅提升了温差发电的效率。     

华东沿海海洋温差发电系统的优化设计

海洋温差能是一种可再生的绿色能源,储藏量大,资源稳定。海洋温差发电是利用深层、表层海水的温度差,以高温海水为热源,使液态工质气化推动发电机发电,以低温海水为冷源,使气态工质液化的不断循环的过程。基于能源的可持续发展考虑,可以利用风能、太阳能等可再生能源来优化设计海洋温差发电系统。华东沿海海域有着丰富的太阳能和风能资源,利用太阳能可以提高表层海水与深层海水的温差,利用风力转化装置可以提高和调整汽轮机的转速,保证发电系统持续稳定的发电。利用太阳能、风能对海洋温差发电系统进行优化设计,不仅避免和解决了当前海洋温差发电技术上的一些难点,还扩大了应用温差能资源的海域范围。