[發明專利]一種對偶型的溫差發電裝置

有效

• 申請號: 201310464722.8
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103532439A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 鄧方;李勇;陳杰;竇麗華;樊欣宇;李鳳梅;趙勇立;顧曉丹;李佳洪
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種對偶型溫差發電裝置，屬于電學中的電力的發電、變電或配電領域。?

背景技術

溫差發電又叫熱電發電，是一種綠色環保的發電方式，其基本原理為塞貝克效應。溫差發電技術是一種利用熱能直接進行發電的技術，與傳統的發電方式相比，具有結構簡單、堅固耐用、無運動部件、工作時無噪聲、無廢棄物排放、使用壽命長、可靠性高等一系列的優點，是一種環境友好型的發電方式。利用溫差發電技術可以將太陽能、地熱能、工業余熱廢熱等各種低品位熱能轉化成電能，正是由于溫差發電具有上述優點，使得其在航空、軍事等領域得到了廣泛應用。溫差發電技術是一種固態能量轉換方式，能夠直接將熱能轉化為電能。?

現在已經有多種類型的溫差發電裝置。楊寶才在其專利《太陽能溫差發電裝置》中提出了一種利用溫差模塊產生電能的溫差發電裝置，該系統由太陽能集熱器、儲熱箱、熱管散熱器、蓄冷箱以及溫差發電模塊組成，可以利用自然界的晝夜溫差和陰晴溫差進行發電；馮平、王維俊等人在《一種溫差太陽能發電墻》中設計了一種可以利用室外的熱空氣和室內的冷空氣之間的溫差進行發電的裝置；而陳湘龍、尹水娥等人在《一種利用冬夏窗戶溫差的發電蓄電系統》中提出了一種通過嵌入到玻璃內部的溫差發電單元利用室內外的溫差進行發電和蓄電的系統。?

發明內容

本發明設計了一種對偶型的溫差發電裝置，能夠根據環境溫度的變化自動實現兩套對偶型的發電裝置之間的相互切換，時刻保證本裝置處于發電狀態，可以為各種低功耗的用電設備供電。?

一種對偶型的溫差發電裝置，由電能的產生裝置和系統控制板兩部分組成；電能的產生裝置實現溫度檢測、熱能的收集以及熱電能量的轉換；系統控制板實現對電能的產生裝置進行控制，系統控制板包括系統控制器、切換裝置、穩壓部件、儲能部件；?

切換裝置負責對兩套處于對偶狀態的溫差發電器實現導通與關斷的控制；?

穩壓部件負責對溫差發電裝置所產生的脈動的輸出電壓進行控制，使之成為穩定可用的電壓；?

儲能部件負責對溫差發電裝置產生的能量進行存儲；?

系統控制器負責對控制板上的切換裝置、穩壓部件和儲能部件的工作狀態進行控制，根據溫度傳感器的檢測結果，系統控制器輸出相應的脈沖信號控制切換裝置的狀態，以控制兩套對偶型的溫差發電裝置的接通和關斷。?

所述的電能的產生裝置包括導熱介質、集熱部件、溫差發電片、固定支撐部件、散熱部件、溫度傳感器1、溫度傳感器2；?

在電能的產生裝置中，集熱部件與隔熱保溫層之間采用膠粘的方式進行連接，集熱部件與溫差發電片通過導熱介質進行連接，溫差發電片通過導熱介質與散熱部件相連接，散熱部件則與固定支撐部件之間通過膠粘的方式進行連接，溫度傳感器1、溫度傳感器2分別粘貼在兩套對偶的溫差發電裝置的集熱部件上，溫度傳感器1、溫度傳感器2的引腳通過導線與系統控制板上的相應接口連接；?

集熱部件負責收集包括太陽輻射熱能在內的各種熱能并通過導熱硅脂將熱能傳遞給溫差發電片的熱端；?

溫差發電片負責將集熱部件收集到的熱能轉化為電能；?

隔熱保溫層負責保證溫差發電片的熱端溫度，阻止集熱板所吸收的熱量從溫差發電片以外的地方散失，達到將熱源與散熱部分進行有效的隔熱；?

散熱部件負責將溫差發電片冷端的熱量通過熱傳導、熱對流和熱輻射的方式散發出去，降低溫差發電片冷端溫度；?

導熱介質負責保證集熱板與溫差發電片、溫差發電片與散熱部件之間的熱導率足夠大，以便于熱量的快速流動；?

溫度傳感器1、溫度傳感器2負責檢測對偶型的溫差發電裝置所處環境的溫度情況。?

所述的溫差發電片采用將P型和N型兩種不同類型的熱電材料的一端相連形成一個PN結，并使之一端處于高溫狀態，另一端則為低溫狀態，由于熱激發作用，P（N）型材料高溫端空穴（電子）濃度高于低溫端，使得空穴和電子向低溫端擴散，產生電動勢，因此熱電材料通過冷熱兩端的溫度差就實現了將熱能直接轉化成電能的過程。?

所述的固定支撐部件包括隔熱保溫層、泡沫浮墊、支撐板，負責對整個電能產生裝置進行固定和支撐。?

本發明的有益效果：?

1、本發明采用了對偶型的溫差發電模式，并可以實現兩套發電裝置的自動切換，可以有效利用所處環境中的溫度差進行發電，并輔以穩壓及儲能裝置對產生的能量進行有效的存儲及變換。?

2、本發電裝置本身結構較為簡單，且在工藝上易于實現，適用范圍廣泛。?

附圖說明