[實用新型]一種溫差發電裝置

無效

• 申請號: 200720149531.2
• 申請日: 2007-06-08
• 公開（公告）號: CN201142651Y
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 梁志伸
• 申請（專利權）人: 梁志伸
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;H01L35/32
• 代理公司: 北京同匯友專利事務所
• 代理人: 高云瑞;楊宗潤

技術領域

本實用新型屬于發電裝置領域，涉及一種溫差發電裝置。

背景技術

現有技術中，傳統的發電裝置為水力、火力發電以及風力發電裝置，其基本原理均基于機械轉動的轉子切割磁力線產生交流電，設備龐大復雜，投資大；太陽能發電則基于半導體PN結原理的光優電池組件產生直流電，不僅難以適用于大負荷應用，而且受氣候影響大，并且裝置本身一般不可移動；現有太陽能供電與半導體制冷裝置中，具有“單級溫差電制冷組件”，天津電源研究所和中國電子科技集團公司第十八研究所均有生產，這種制冷組件是基于珀爾帖(Peltier)效應而以P、N型半導體制做而成，即以直流電驅動制冷組件制冷或制熱；珀爾帖效應基于熱電效應——即塞貝克(Seebeck)效應，也即溫差發電原理；溫差發電雖然早已被發現，但長時間停留在溫差電偶上，只用作測量溫度的一個傳感部件，半導體問世后，利用半導體PN節熱電偶代替金屬熱電偶，使測量精度大為提高，但用于發電則效率極低，沒有實用價值，關鍵是不能有效解決溫差發電的溫差動力源問題；本世紀六十年代熱泵技術出現后，其輸出有用功比輸入功大5～10倍，尤其是水源熱泵，至今已作為成熟技術被應用在建筑領域中，水源熱泵能為溫差發電提供有效的溫差動力源，提高溫差發電的總體效率，從而使制做溫差發電裝置成為現實，為社會提供新的可再生能源。

發明內容

解決的技術問題：

以水源熱泵提供溫差發電所需的溫差動力源，利用半導體PN節熱電效應原理，制做溫差發電裝置，為社會提供新的可再生能源；發電裝置適應地域、氣候及可移動性強，適用范圍大；結構簡單，運行穩妥，容易實施制做，使用壽命長、易維護。

采用的技術方案：

一種溫差發電裝置，其特征在于：具有能將液體加熱至高溫T₁并對外輸出和能將液體冷卻至低溫T₂并對外輸的水源熱泵，以及半導體PN節組件——發電芯；發電芯的具體結構為，由規則連接組合在一起的半導體PN節并經絕緣封裝后組成，同時引出輸出直流電源的正、負極，各半導體PN節中的P與N型半導體之間具有間距S；發電芯的兩個側面上分別裝有一個緊貼在各側面上并與各側面進行有效熱傳導的高溫水槽和低溫水槽；水源熱泵輸出的高溫T₁的液體經高溫接管，通過高溫水槽循環，水源熱泵輸出的低溫T₂的液體經低溫接管，通過低溫水槽循環。

有益效果：

能利用低溫熱量，并且整體效率高，熱電能轉換效率高；使用地域、氣候及可移動性強，適用范圍大，為社會提供可再生能源，有利環保，尤其是以海水為水源的熱泵提供溫差發電所需的溫差動力源，不僅極大的有利海上作業，節約資源，低溫水排放還可以降低海水溫度，造福人類；結構簡單、運行穩妥，容易實施制做，使用壽命長、易維護。

附圖說明

圖1、總體結構示意圖；

圖2、發電芯7為半導體PN節串聯增大輸出電壓式結構示意圖；

圖3、發電芯7為半導體PN節串聯兼并聯增大輸出電流式結構示意圖；

圖4、半導體PN節的結構立體示意圖；

圖5、壓縮式水源熱泵系統示意圖；

具體實施方式

結合附圖進一步詳加說明；

如圖1所示，高溫水源熱泵1將水加熱至高溫T₁，并經高溫接管5，通過裝在發電芯7的左側面上的高溫水槽3循環，低溫水源熱泵2將水冷卻至低溫T₂，并經低溫接管6，通過裝在發電芯7的右側面上的低溫水槽4循環；兩套水源熱泵分別接有外接電源E供啟動時使用，發電芯7正常運行輸出直流電，可直接或通過逆變器變為交流電后供水源熱泵使用和/或對外供電及向蓄電瓶8貯電；高溫T₁為60～100℃，低溫T₂為1～3℃；也可以用同一套水源熱泵同時對外輸出高溫T₁的液體和低溫T₂的液體；水槽緊貼在發電芯7的左、右側面上的槽壁應采用導熱系數大，并耐腐蝕的銅、鋁合金等材料制做；所述液體為水，可以是地下水、河水或海水。

如圖2所示，發電芯7為半導體PN節串聯增大輸出電壓式結構，P、N型半導體依序間隔排列，各半導體PN節依序相互串聯在一起，各半導體PN節中的P與N型半導體之間的間距S為0.5～1.5mm，各半導體PN節中的節9以導電性能高的錫或銀焊接而成；發電芯7的左側面上裝有高溫水槽3，右側面上裝有低溫水槽4；由位于最頂部的半導體PN節的P型半導體引出輸出直流電源的負極，由位于最底部的半導體PN節的N型半導體引出輸出直流電源的正極。