[發(fā)明專利]一種熱電換能器及基于該熱電換能器的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410029954.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103790089B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王朝輝;李彥偉;鄭晨;趙永禎;石鑫;劉志勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): E01C9/00
• 分類號(hào): E01C9/00;H02N11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路領(lǐng)域，具體涉及一種熱電換能器及基于該熱電換能器的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有環(huán)境和能源問(wèn)題日益嚴(yán)峻，能源短缺已受到人們的高度關(guān)注，為解決這一問(wèn)題，人們把目光大量投向開(kāi)發(fā)可具有發(fā)電功能的瀝青路面。

目前對(duì)發(fā)電路面的研究已取得了不少成果，但通常是將壓電晶體、液體可變形體等埋設(shè)到路面中，或者利用切割磁感線。這些技術(shù)很難保證壓電晶體在路面施工時(shí)不被破壞，且不易重復(fù)利用，同時(shí)利用切割磁感線的發(fā)電路面，在發(fā)電電棒布設(shè)時(shí)，會(huì)對(duì)路面造成一定程度的破壞，降低路面使用性能。

以上研究成果，多是針對(duì)瀝青路面所承受的荷載而言，忽略了瀝青混凝土的熱能儲(chǔ)量?jī)?yōu)勢(shì)，瀝青作為一種吸熱材料，比水泥路面及土壤、植被可吸收更多的熱量，且反射率小，蒸發(fā)耗熱少，熱量傳導(dǎo)快，而輻射散失熱量較慢，尤其夏季，更加劇了路面的“熱島效應(yīng)”。且路面持續(xù)高溫可造成瀝青混凝土的承載能力下降，降低路面路用性能。近年來(lái)，已有學(xué)者提出在瀝青混凝土路表面涂布一層降溫材料或在瀝青混凝土中添加可降溫材料，這些雖能收獲一定功效，但瀝青混凝土仍能吸收較多熱量并且路面降溫速度緩慢，同時(shí)不能將路面吸收的熱量進(jìn)行有效的利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種熱電換能器及基于該熱電換能器的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，該熱電換能器的熱電轉(zhuǎn)換效率高，該發(fā)電路結(jié)構(gòu)可以加快路面的降溫速度，提高路面的路用性能，并且可將路面的熱能轉(zhuǎn)換為電能，緩解現(xiàn)有的能源問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的熱電換能器包括P部件、N部件以及設(shè)置于P部件及N部件端面上的電極；

所述P部件通過(guò)黃鐵礦粉料制作而成，黃鐵礦粉料的熱電系數(shù)為正值；

所述N部件通過(guò)方鉛礦粉料制作而成，方鉛礦粉料的熱電系數(shù)為負(fù)值。

所述黃鐵礦粉料內(nèi)摻雜有電氣石粉料，其中電氣石粉料與黃鐵礦粉料的比例為1∶1～1∶3，電氣石粉料的熱電系數(shù)為正值。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，包括上面層、下面層、蓄電池以及若干熱電換能器，上面層設(shè)于下面層的上部，熱電換能器的上下兩端分別嵌入于上面層及下面層內(nèi)，蓄電池及所有熱電換能器依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路。

所述上面層為熱供應(yīng)源的瀝青混凝土層；

所述下面層為熱能消耗的瀝青混凝土層。

所述熱電換能器的一半內(nèi)嵌于上面層內(nèi)，熱電換能器的另一半內(nèi)嵌于下面層內(nèi)。

所述上面層的厚度為3cm～5cm；

所述下面層的厚度為5cm～7cm。

所述熱電換能器沿上面層及下面層形成的溫度梯度方向布置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的熱電換能器以黃鐵礦粉料、電氣石粉料及方鉛礦粉料為原材料制作而成，成本低，并且制備的熱電換能器的熱電轉(zhuǎn)換效率高，同時(shí)黃鐵礦粉料、電氣石粉料及方鉛礦粉料無(wú)污染，且具有較高的機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性，無(wú)飽和極限，可持續(xù)循環(huán)使用。本發(fā)明所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)包括上面層、下面層及熱電換能器，熱電換能器的兩端分別內(nèi)嵌于上面層及下面層內(nèi)，熱電換能器將路面吸收的熱量轉(zhuǎn)換為電能，并通過(guò)蓄電池進(jìn)行存儲(chǔ)，可以有效的緩解環(huán)境及能源問(wèn)題，同時(shí)降低路面的“熱島效應(yīng)”，加速路面溫度的降低，減少行車荷載破壞，延長(zhǎng)路面使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為上面層、2為下面層、3為熱電換能器、4為蓄電池。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參考圖1，本發(fā)明所述的熱電換能器包括P部件、N部件以及設(shè)置于P部件及N部件端面上的電極；所述P部件通過(guò)黃鐵礦粉料制作而成，黃鐵礦粉料的熱電系數(shù)為正值；所述N部件通過(guò)方鉛礦粉料制作而成，其中方鉛礦粉料的熱電系數(shù)為負(fù)值，黃鐵礦粉料內(nèi)摻雜有電氣石粉料，其中電氣石粉料與黃鐵礦粉料的比例為1∶1～1∶3，電氣石粉料的熱電系數(shù)為正值。

本發(fā)明所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)包括上面層1、下面層2、蓄電池4以及若干熱電換能器3，上面層1設(shè)于下面層2的上部，熱電換能器3的上下兩端分別嵌入于上面層1及下面層2內(nèi)，蓄電池4及所有熱電換能器3依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路，上面層1為熱供應(yīng)源的瀝青混凝土層；所述下面層2為熱能消耗的瀝青混凝土層，熱電換能器3的一半內(nèi)嵌于上面層1內(nèi)，熱電換能器3的另一半內(nèi)嵌于下面層2內(nèi)。所述上面層1的厚度為3cm～5cm；所述下面層2的厚度為5cm～7cm，熱電換能器3沿上面層1及下面層2形成的溫度梯度方向布置。