[實用新型]一種地面溫差發電裝置

有效

• 申請號: 201120400963.2
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN202309574U
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 趙斌;陳繼永;張新亮;林森
• 申請（專利權）人: 南通紡織職業技術學院
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及地面溫差發電領域，尤其涉及一種一種地面溫差發電裝置。?

背景技術

隨著社會經濟的發展，對能源的需求也越來越大，而傳統能源如煤炭、石油等，資源有限，并且存在環境污染問題。半導體溫差發電沒有任何運動部件，無震動、無噪音、無泄露，而且具有結構簡單、安全可靠、使用壽命長、無污染等特點，其應用已引起人們越來越多的關注。由于其顯著的優點，溫差發電在航空、軍事等領域得到了廣泛的應用。美國、前蘇聯先后研發了數千個放射性同位素或核反應堆溫差發電器用作空間、海洋裝置的電源。隨著煤炭、石油等能源的日趨枯竭，美國、日本和歐盟等發達國家更加重視溫差發電技術在民用領域的研究，并取得了長足的進展。國內溫差發電方面的研究，主要集中在發電器理論和熱電材料制備方面的研究，旨在為溫差發電器的優化提供理論指導和制備性能優良的熱電材料。目前，國內外民用溫差發電主要應用在工業余熱回收利用領域，將煉鋼、水泥生產等企業的高溫余熱作用于溫差發電裝置熱端，從而產生電能。但對于如地面與地下溫差等低品質熱源還沒有。?

由于土壤傳遞熱量的功能差，造成地上和地下的溫度不一樣。盛夏最熱的時候，地面上熱波不能很快地傳遞到土壤深層，只能慢慢地向下傳遞。地下層離地面近，最熱期的到來和地上最熱期的出現時間比較接近；離地面愈遠，最熱期的出現時間和地面相差愈大。根據有關部門統計，上海7月份平均氣溫是27.8℃，地下0.8米處是24.0℃、1.6米處20.6℃，3.2米處則下降到16.9℃。所以地面最熱的時候，地下深處非常涼快。反之，上海1月份平均氣溫是3.4℃，地下0.8米處是9.8℃，1.6米處是13.1℃，3.2米處則上升到17.3℃。因此，利用地面與地下的溫差進行發電，具有很高的實用價值。?

實用新型內容

實用新型的目的：本實用新型解決了現有技術存在的問題，提供了一種利用地面與地下溫度的差異發電，并轉換成交流電能供家用電器或其他小型用電設備使用的地面溫差發電裝置。?

技術方案：一種地面溫差發電裝置，包括溫差發電模塊、DC-DC變換器、逆變器、蓄電池和負載，所述地面溫差發電裝置通過電線依次連接有溫差發電模塊、DC-DC變換器、逆變器和負載，所述DC-DC變換器和逆變器之間還并聯連接有蓄電池，在所述地面溫差發電裝置外還設有控制器，所述控制器與DC-DC變換器、蓄電池和逆變器連接；?

所述溫差發電模塊包括正極輸出端、溫差發電模塊PN結的P型半導體、溫差發電模塊PN結的N型半導體、負極輸出端，所述溫差發電模塊上依次連接有正極輸出端、P型半導體的冷端、溫差發電模塊PN結的P型半導體、溫差發電模塊熱端、溫差發電模塊PN結的N型半導體、N型半導體的冷端和負極輸出端，所述溫差發電模塊熱端設于地上和地下相對溫度較高的一方，所述溫差發電模塊冷端設于地上和地下相對溫度較低的一方。

作為優化，所述在設有溫差發電模塊的地面上安裝有增加溫差的太陽能集熱器或散熱風扇。?

有益效果：本實用新型通過利用地面與地下溫度的不同，進行溫差發電，并將產生的直流電能轉換為交流電能供用戶使用，不消耗一次能源，對節能減排和低碳生活的推廣具有積極作用。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖；?

圖2為本實用新型的溫差發電模塊在夏天時的原理示意圖；

圖3為本實用新型的溫差發電模塊在冬天時的原理示意圖。

具體實施方式

如圖1所示的一種地面溫差發電裝置，包括溫差發電模塊、DC-DC變換器、逆變器、蓄電池和負載，所述地面溫差發電裝置通過電線依次連接有溫差發電模塊、DC-DC變換器、逆變器和負載，所述DC-DC變換器和逆變器之間還并聯連接有蓄電池，在所述地面溫差發電裝置外還設有控制器，所述控制器與DC-DC變換器、蓄電池和逆變器連接；?

如圖2、3所示的溫差發電模塊包括正極輸出端1、溫差發電模塊PN結的P型半導體2、溫差發電模塊PN結的N型半導體4、負極輸出端5，所述溫差發電模塊上依次連接有正極輸出端1、P型半導體冷端8、溫差發電模塊PN結的P型半導體2、溫差發電模塊熱端3、溫差發電模塊PN結的N型半導體4、N型半導體冷端9和負極輸出端5，所述溫差發電模塊熱端設于地上和地下相對溫度較高的一方，所述溫差發電模塊冷端設于地上和地下相對溫度較低的一方，所述在設有溫差發電模塊的地面上安裝有增加溫差的太陽能集熱器或散熱風扇。