[实用新型]一种地面温差发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地面温差发电领域，尤其涉及一种一种地面温差发电装置。 

背景技术

随着社会经济的发展，对能源的需求也越来越大，而传统能源如煤炭、石油等，资源有限，并且存在环境污染问题。半导体温差发电没有任何运动部件，无震动、无噪音、无泄露，而且具有结构简单、安全可靠、使用寿命长、无污染等特点，其应用已引起人们越来越多的关注。由于其显著的优点，温差发电在航空、军事等领域得到了广泛的应用。美国、前苏联先后研发了数千个放射性同位素或核反应堆温差发电器用作空间、海洋装置的电源。随着煤炭、石油等能源的日趋枯竭，美国、日本和欧盟等发达国家更加重视温差发电技术在民用领域的研究，并取得了长足的进展。国内温差发电方面的研究，主要集中在发电器理论和热电材料制备方面的研究，旨在为温差发电器的优化提供理论指导和制备性能优良的热电材料。目前，国内外民用温差发电主要应用在工业余热回收利用领域，将炼钢、水泥生产等企业的高温余热作用于温差发电装置热端，从而产生电能。但对于如地面与地下温差等低品质热源还没有。 

由于土壤传递热量的功能差，造成地上和地下的温度不一样。盛夏最热的时候，地面上热波不能很快地传递到土壤深层，只能慢慢地向下传递。地下层离地面近，最热期的到来和地上最热期的出现时间比较接近；离地面愈远，最热期的出现时间和地面相差愈大。根据有关部门统计，上海7月份平均气温是27.8℃，地下0.8米处是24.0℃、1.6米处20.6℃，3.2米处则下降到16.9℃。所以地面最热的时候，地下深处非常凉快。反之，上海1月份平均气温是3.4℃，地下0.8米处是9.8℃，1.6米处是13.1℃，3.2米处则上升到17.3℃。因此，利用地面与地下的温差进行发电，具有很高的实用价值。 

实用新型内容

实用新型的目的：本实用新型解决了现有技术存在的问题，提供了一种利用地面与地下温度的差异发电，并转换成交流电能供家用电器或其他小型用电设备使用的地面温差发电装置。 

技术方案：一种地面温差发电装置，包括温差发电模块、DC-DC变换器、逆变器、蓄电池和负载，所述地面温差发电装置通过电线依次连接有温差发电模块、DC-DC变换器、逆变器和负载，所述DC-DC变换器和逆变器之间还并联连接有蓄电池，在所述地面温差发电装置外还设有控制器，所述控制器与DC-DC变换器、蓄电池和逆变器连接； 

所述温差发电模块包括正极输出端、温差发电模块PN结的P型半导体、温差发电模块PN结的N型半导体、负极输出端，所述温差发电模块上依次连接有正极输出端、P型半导体的冷端、温差发电模块PN结的P型半导体、温差发电模块热端、温差发电模块PN结的N型半导体、N型半导体的冷端和负极输出端，所述温差发电模块热端设于地上和地下相对温度较高的一方，所述温差发电模块冷端设于地上和地下相对温度较低的一方。

作为优化，所述在设有温差发电模块的地面上安装有增加温差的太阳能集热器或散热风扇。 

有益效果：本实用新型通过利用地面与地下温度的不同，进行温差发电，并将产生的直流电能转换为交流电能供用户使用，不消耗一次能源，对节能减排和低碳生活的推广具有积极作用。 

附图说明

图1为本实用新型的结构框图； 

图2为本实用新型的温差发电模块在夏天时的原理示意图；

图3为本实用新型的温差发电模块在冬天时的原理示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种地面温差发电装置，包括温差发电模块、DC-DC变换器、逆变器、蓄电池和负载，所述地面温差发电装置通过电线依次连接有温差发电模块、DC-DC变换器、逆变器和负载，所述DC-DC变换器和逆变器之间还并联连接有蓄电池，在所述地面温差发电装置外还设有控制器，所述控制器与DC-DC变换器、蓄电池和逆变器连接； 

如图2、3所示的温差发电模块包括正极输出端1、温差发电模块PN结的P型半导体2、温差发电模块PN结的N型半导体4、负极输出端5，所述温差发电模块上依次连接有正极输出端1、P型半导体冷端8、温差发电模块PN结的P型半导体2、温差发电模块热端3、温差发电模块PN结的N型半导体4、N型半导体冷端9和负极输出端5，所述温差发电模块热端设于地上和地下相对温度较高的一方，所述温差发电模块冷端设于地上和地下相对温度较低的一方，所述在设有温差发电模块的地面上安装有增加温差的太阳能集热器或散热风扇。