温差发电技术的研究进展及现状

温差发电技术的研究进展及现状

温差发电技术的研究进展及现状赵建云‘朱冬生，周泽广，王长宏，陈宏，

(. 1华南理工大学化学与化工学院传热强化与过程节能教育部重点实验室，东广州 50 4;广 16 02广东工业大学材料与能源学院，东广州 50 7 ) .广 10 5 摘要：差发电技术是一种绿色环保的发电方式，可以合理利用太阳能、热能、洋热能、业余热废热等低品位能温它地海工源转化成电能。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，温差发电中存在的发电效率低、差对温电组件使用寿命短、靠性不高等问题进行了分析，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可并

提高，温差发电技术的优势将更加明显。应用前景广阔。关键词：差发电；电材料 i差电组件；电效率；靠性温热温发可中图分类号： M 1 T 93文献标识码： A文章编号：0 2 0 7X(0 00— 3 0 0 1 0— 8 2 1 )3 0 1— 4

Re e r hp o r s ft r o lcrcpo e e e a in s a c r g e so m ee ti w rg n r to heZHA O in— n,ZHU o—he ZHOU— u ng, AN G a— on Ja yu D ng s ng, Ze g a W Ch ng h g,CHEN o H ng

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t e p r r n e i r v me t f h h r e e t c ma e il n d l s t er e e ti p we e e a i n wi h v h e f ma c mp o e o n e t e mo l c r t r s a d mo u e, h mo l c r o r n r t l a e o t i a c g o l a b o d po p￣ . r a rs e Ke r s h r o e ti o y wo d:t e m elc r p we e e a i n;t e mo lc r t r l h r e e t c mo ue;c n e in e ii n y c rg n r t o h r e e ti ma e i;t e mo l c r d l c a i o v m o f ce c;r l bly e i it

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温差发电又叫热电发电，一种绿色环保的发电方式。温是差发电技术具有结构简单，固耐用，运动部件，噪声，坚无无使

进展及现状，以常见的商用温差电组件为例，温差发电中存对在的发电效率低，温差电组件使用寿命短，可靠性不高等问题进行了分析，并提出了应对策略。随着热电材料性能的提高和温差电组件可靠性的增加，温差发电应用前景广阔。

用寿命长等优点。可以合理利用太阳能、地热能、工业余热废热等低品位能源转化成电能。温差发电技术的研究最早开始于 2 0世纪 4年代Ⅲ 0。由于其显著的优点，温差发电在航空、军事等领域得到了广泛的应用，国，美前苏联先后研发了数千个放射性同位素或核反应堆温差发电器用作空间、海洋装置的电源。随着化石能源的日趋枯竭，国、美日本、欧盟等发达国家更

1工作原理温差发电是基于热电材料的塞贝克效应发展起来的一种

发电技术， P型和 N型两种不同类型的热电材料 (将 P型是富空穴材料，型是富电子材料 )一端相连形成一个 P结， N N 如图 1置于高温状态，一端形成低温，由于热激发作用，,另则

加重视温差发电技术在民用领域的研究，并取得了长足的进展。国内温差发电方面的研究，主要集中在发电器理论和热电材料制备方面的研究，旨在为温差发电器的优化提供理论指导

P(型材料高温端空穴 ( N)电子 )浓度高于低温端，因此在这种浓度梯度的驱动下，空穴和电子就开始向低温端扩散，从而形成电动势，这样热电材料就通过高低温端问的温差完成了将高温端输入的热能直接转化成电能的过程。独的一个 P单 N

和制备性能优良的热电材料，虽然我国是世界上最大的半导体热电器件输出国，但是在温差发电器综合设计和应用方面的研究还很欠缺，因此研究温差发电有着非常现实的意义。本文介绍了温差发电技术的原理，回顾了国内外的研究收稿日期： 0 9 0— 0 2 0— 9 1作者简介：建云 (9 5 )女，东省人，士，要研究方向为赵 1 8一，山硕主温差发电、化传热和余热回收。强 Bi rp y Z AO Ja - u (9 5,e l, se o a h: H

in y n1 8一)fmae ma tr g 联系人：朱冬生，— i c d h h@s u.d .n E mal e s z u c t uc : e

结，可形成的电动势很小，而如果将很多这样的 P结串联起 N来，可以得到足够高的电压，为一个温差发电器。就成

2国内外温差发电技术的研究进展2 1国外研究进展 .自 12年 S eek发现塞贝克效应以来， 81 ebc国外对温差发

电进行了大量的研究，9 7, 14年第一台温差发电器问世，效率

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温差发电技术的研究进展及现状

热

发的汽车尾气余热发电系统，使用 2 0组 HZ2温差电组件， .0热电材料为 B— e材料，汽车时速 12k h时，最大温差 i基 T m/ 1

J口，

14℃,最大输出功率 2 5W。2 0 7 5 0 6年， S T的科学家和 BSB MW联合宣布，商用的汽车温差发电器将于 2 1投入使 03年用。 o ga等 l对热源动态变化情况，计出多模块交互回 D ul s l U针设

路温差发电器，在相同热源下，输出功率最大提高 2%。 5

22国内研究进展 .国内在温差发电方面的研究起步相对较晚，主要集中在源

理论和热电材料的制备等方面的研究。陈金灿课题组从 2 O世纪 8代开始对温差发电器的基础理论进行研究，温差发 O年对

电器的性能进行优化分析，得到很多有意义的成果…。屈健]等【研究了不可逆情况下发电器的输出功率和效率随外部条 t 2]图 1温差发电原理示意图 Fi 1 Pr i e o h n e e ti owerg ne a i n g. i pl ft er o l c r p nc c e rt o

件的性能变化规律。李玉东等 l提出从火用的角度对低温差 I 3】

下发电器的工作性能进行分析。贾磊等_提出低温及大温差 l 4]工况下汤姆逊热对输出功率的影响不可忽略的观点。贾阳

仅为 1%t。 15 . 9 3年，of士研究小组成功研制出利用煤 5 1 Lf e院油灯、拉机热量作热源的温差发电装置 …… 此处隐藏：12428字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……