[發明專利]一種便攜可穿戴的溫差發電裝置

有效

• 申請號: 201510019903.9
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104578978B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 金安君
• 申請（專利權）人: 蘇州荷達新能源技術有限公司
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本發明揭示了一種便攜可穿戴的溫差發電裝置，由集熱器、熱電模塊及散熱器組成且總厚度小于10mm，熱電模塊運作于溫差范圍10℃~60℃，其中集熱器包括底部熱板和直接接觸設于底部熱板與熱電模塊熱端面之間的導熱基座，底部熱板為絲網狀的良熱導體；散熱器包括散熱面和直接接觸設于熱電模塊冷端面散熱基座；熱電模塊為集成有穩壓模塊的芯片且芯片中設有間隔式密集陣列型的熱電偶對，穩壓模塊外聯儲能單元、LED指示燈及USB插座。應用本發明溫差發電裝置，能夠利用任何熱能發電，無噪聲、無消耗、體積小、夾層薄、方便穿戴攜帶、保存及組裝，填補了可穿戴電子能源領域的空白，該產品綠色環保，適用范圍廣，工作壽命長，還適于野外單獨使用或與炊具集成使用。

技術領域

本發明涉及一種發電裝置，尤其涉及一種溫差發電在可穿戴、便攜式生活用品中新應用的實現方案，屬于溫差發電應用領域。

背景技術

傳統的燃料能源正在一天天減少，它對環境造成的危害日益突出。目前，我國有七千萬無電人口遠離電網電力系統。當今全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構、提供可持續發展的能源、也可解決分布式發電的下鄉問題。

發電技術的演變歷史包括傳統的水輪驅動的渦輪發電機，蒸汽驅動的發電機，內燃機發電發動機，及天然氣驅動的渦輪發電機，燒煤的渦輪發電機，和原子能驅動的蒸汽渦輪發電機。 所有上述這些都會導致巨大的環境破壞諸如：洪水泛濫、空氣或水污染。就此環保問題，我們必須做地球的減法節能減排，使其滿足宏觀環境環保的能源要求。在野外及遠海作業、科考、探險、救援等活動經常需要便攜式電源供應，目前常用的便攜式電源如蓄電池、柴油發電機或折疊光伏板等在使用上有一定的局限性。比如，蓄電池的容量有限、供電不能持續；柴油發電機攜帶不便、需要消耗燃料。折疊式光伏板無法在夜間使用。

現有的技術方案中，有采用太陽能熱發電的方式。平板集熱器將太陽能中指定波段的熱能進行收集，之后通過導熱裝置將熱能傳輸給熱電芯片的熱端，熱電芯片冷端的散熱器多采用循環水作為冷卻介質。這樣的方式，受限于平板集熱器的面積和散熱器的位置的限制。

現有技術的缺點主要體現在：

1）所用設備比較昂貴，一次性投入成本高；或者設備比較特殊，部分屬于專門為某種微型熱電模塊制作工藝而設計的設備，不易實現大批量生產。

2）制作工藝不是以市場上可以低價買到的熱電塊體材料為原料，而是以粉體或元素單質為原料，利用冷凝、粉體燒結、薄膜等制備技術進行合成，這就加大了技術難度和產品的質量風險。

3）工藝步驟較多，有的工藝跨越材料合成、精密機械加工和微電子等多個技術領域，產品質量管理不易進行。

4）部分工藝對操作人員的技術水平和熟練程度要求較高，運營成本高。

5）現有的微電子工藝制作在微型熱電模塊應用上普遍存在有效傳熱面積低的問題，導致功率密度一般較低。

近20年來，熱電模塊的微型化技術因其獨特的應用背景受到了越來越廣泛的關注。美、德、日等國相繼開發了多種熱電模塊微型化的技術方案，并將其應用于便攜式電源、海底探測器、氣體傳感器和醫療器械等領域。過去的解決方案是在邊遠地區攜帶很多電池；然而現在給邊遠地區有方便得多的解決方案。即使沒有電網電力系統，人們現在可利用各種熱源發電諸如用地熱、工業廢熱、垃圾焚燒、礦山廢熱、原子能廢熱、及火熱等。另外，在火星、月球探索等航天器正在使用溫差發電設備。

發明內容

本發明的目的是提出一種便攜可穿戴的溫差發電裝置，提供廢熱利用、溫差發電在可穿戴、便攜式生活用品領域的全面技術解決方案。