[發(fā)明專利]一種用于沙漠地區(qū)晝夜運行的熱電轉換系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010410025.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN112201742B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 杜敏;馮一;孫立成;莫政宇;劉洪濤;唐繼國;楊偉;張洪銀
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01L35/30
• 分類號: H01L35/30;H01L35/32;F24S10/95;F24S60/10;H02N11/00
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 王婷婷

本申請?zhí)峁┝艘环N用于沙漠地區(qū)晝夜運行的熱電轉換系統，涉及熱電轉換技術領域。利用沙漠地區(qū)晝夜溫差大的氣候特點，基于熱電材料的熱電轉換技術，發(fā)明了可以用于沙漠地區(qū)，并且可以晝夜連續(xù)運行工作的發(fā)電系統。晝夜運行的熱電轉換系統包括：第一熱電轉換子系統、第二熱電轉換子系統和儲熱金屬池。第一熱電轉換子系統在日間工作，用于將日間吸收的熱量轉換為電能，并將吸收的熱量傳導至儲熱金屬池，使儲熱金屬池在日間完成儲能，第二熱電轉換子系統在夜間運行，用于將儲熱金屬池存儲的熱量轉換為電能，完成夜間的發(fā)電，第一熱電轉換子系統和第二熱電轉換子系統以上述方式交替運行，以完成晝夜發(fā)電的目的。

技術領域

本申請涉及熱電轉換技術領域，特別是涉及一種用于沙漠地區(qū)晝夜運行的熱電轉換系統。

背景技術

全世界沙漠面積幾乎占到了陸地面積的20％，一方面超過10億以上的人口直接受到沙漠的威脅，另一方面大量人口依然生活在偏遠的沙漠地區(qū)。我國沙漠面積約有130萬平方公里，相當數量的城鎮(zhèn)位于沙漠腹地。現有技術下，一般依靠分布式電力系統對偏遠的沙漠地區(qū)進行供電。

在分布式電力系統中，除了傳統的電力生產方式(例如煤、油氣為燃料的電站)外，光伏發(fā)電是解決偏遠沙漠化地區(qū)電力供應的主要技術之一，目前我國在沙漠腹地建設了大規(guī)模光伏電站，例如在毛烏素沙漠、庫布齊沙漠等地區(qū)，均已經開始了大規(guī)模的光伏開發(fā)工作，光伏發(fā)電日漸成為沙漠地區(qū)的主要的電力生產方式。對于電網無法到達的更加偏遠的沙漠地區(qū)，還可以利用小型的太陽能電院解決基本的供電。

然而光伏發(fā)電成本高，發(fā)電效率低，并且光伏發(fā)電只能在白天供電，供電不連續(xù)是光伏發(fā)電的致命缺陷，必須有其他供電方式的補充，才能克服這一問題。

發(fā)明內容

鑒于上述問題，本申請實施例提供一種用于沙漠地區(qū)晝夜運行的熱電轉換系統，利用沙漠地區(qū)晝夜溫差大的氣候特點，基于熱電材料的熱電轉換技術，發(fā)明了可以用于沙漠地區(qū)，并且可以晝夜連續(xù)運行工作的發(fā)電系統。

所述晝夜運行的熱電轉換系統包括：位于地表上方的第一熱電轉換結構和第二熱電轉換結構，以及位于地表下方的儲熱金屬池；所述第一熱電轉換結構包括依次貼合連接的第一熱沉、第一熱電模塊組和第一均熱板；所述第一熱沉位于所述第一熱電模塊組的上方，所述第一熱電模塊組位于所述第一均熱板的上方；反重力熱管的上端緊配合嵌入所述第一均熱板，所述反重力熱管的下端插入所述儲熱金屬池；所述第二熱電轉換結構包括依次貼合連接的第二熱沉、第二熱電模塊組和第二均熱板；所述第二熱沉位于所述第二熱電模塊組的上方，所述第二熱電模塊組位于所述第二均熱板的上方；重力熱管的上端緊配合嵌入所述第二均熱板，所述重力熱管的下端插入所述儲熱金屬池。

可選地，所述第一熱電轉換結構和所述反重力熱管組成第一熱電轉換子系統；所述第二熱電轉換結構和所述重力熱管組成第二熱電轉換子系統；所述第一熱電轉換子系統和所述第二熱電轉換子系統相反運行；所述第一熱電轉換子系統和所述第二熱電轉換子系統相反運行具體是：所述第一熱電轉換子系統在日間工作，用于吸收熱量，將吸收的熱量轉換為電能并傳導至所述儲熱金屬池，以使所述儲熱金屬池在日間存儲熱量并且獲得電能；所述第二熱電轉換子系統在夜間工作，用于將所述儲熱金屬池在日間存儲的熱量轉換為電能，以實現所述熱電轉換系統晝夜的連續(xù)運行。

可選地，在所述第一熱電轉換結構工作時，所述第一熱沉吸收熱量；所述第一熱電模塊組利用所述第一熱沉和所述第一均熱板的溫差，將所述第一熱沉吸收的熱量的第一部分轉化為電能；所述第一熱電模塊組將所述第一熱沉吸收的熱量的第二部分傳到至所述第一均熱板，以使所述反重力熱管將所述第一熱沉吸收的熱量的第二部分傳導至所述儲熱金屬池。

可選地，所述第二熱電轉換結構工作時，所述重力熱管將所述儲熱金屬池的熱量傳導至所述第二均熱板；所述第二熱電模塊組利用所述第二熱沉和所述第二均熱板的溫差，將所述重力熱管傳導至所述均熱板的熱量的第一部分轉化為電能，以使所述第二熱電轉換結構在夜間提供電能；所述重力熱管傳導至所述均熱板的熱量的第二部分通過所述第二熱沉散發(fā)。