[实用新型]多级温差发电组件、发电装置和发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及温差发电领域，尤其涉及多级温差发电组件、发电装置和发电系统。

背景技术

随着化石能源的日趋枯竭和地球气候变化的日趋剧烈，如何加大可再生能源的利用率、减少温室气体的排放量，成为一个全球性的能源课题和技术挑战。

温差发电（热电）技术是一种利用半导体热电材料中微观粒子（电子或空穴）的迁移，将温差产生的热流直接转变为电能的技术。该技术成熟于二十世纪50年代，初期主要为航天器和野战通讯设备供电，后来也被民用化。

温差发电机仅由固体结构组成，不含气、液循环工质，而且没有移动部件，可以被制成任意大小和形状，安装于各种需要的场合。温差发电技术的另一个优势在于可以利用低品质热源，理论上只要存在温差便可发电，同时适应性强，温度参数在200℃内变化都不会影响温差发电机的正常工作。因此，温差发电技术有望被广泛应用于电厂或化工厂的余热回收，以及地热、海洋能、太阳能等可再生能源的利用。

理论上温差发电机的效率和功率都随着冷热端温差的提高而明显提交，但是在实际中，由于一种热电材料的使用温区范围有限，故通常采用多级组件，即由多个不同热电材料构成的温差发电模块串联起来的复合组件。

目前，行业中惯常做法是按照额定工作条件设计各级的功率匹配，再将设计、加工好的多级模块直接叠置安装。经过研究，申请人发现：现有技术的多级温差发电装置采用的是固定热负载的方式，这种方式对于稳定热源的利用是高效率的，但是对于经常周期性或随机变化的太阳能等可再生热源，这种温差发电机的平均运行效率将大幅下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级温差发电组件，以提高在利用不稳定热源时的运行效率。本实用新型的目的还在于提供一种具有该多级温差发电组件的发电装置和发电系统。

为此，根据本实用新型的一方面，提供了一种多级温差发电组件，包括：第一导热安装板和第二导热安装板，相互平行间隔设置，第一导热安装板靠近热源侧；位于第一导热安装板和第二导热安装板之间的多个第一级热电模块和位于第二导热安装板的远离第一导热安装板一侧的多个第二级热电模块；第一导热开关，设置在第一导热安装板和第二导热安装板之间，具有热导通第一导热安装板和第二导热安装板的第一位置及与第一导热安装板和/或第二导热安装板热断开的第二位置。

进一步地，上述多级温差发电组件还包括第一驱动器，驱动第一导热开关在第一位置和第二位置之间切换。

进一步地，上述第一导热安装板和第二导热安装板上设有一体贯穿的安装孔，第一导热开关围绕与第一导热安装板的板面相垂直的轴线可转动地设置在安装孔中，第一位置和第二位置分别为第一转动位置和第二转动位置。

进一步地，上述第一导热开关包括第一转轴和在第一转轴外周的第一组热接触凸部，其中，第一导热安装板的安装孔中设置有与第一组热接触凸部相配合的热接触凹部。

进一步地，上述第一导热开关还包括在第一转轴外周的第二组热接触凸部，其中，第二导热安装板的安装孔中设置有与第二组热接触凸部相配合的热接触凹部，第一导热开关与第一导热安装板和第二导热安装板同时热导通或断开。

进一步地，上述第一转轴的两端分别设有支撑轴承。

进一步地，上述第一驱动器为电磁继电器，电磁继电器包括电磁铁主体、位于电磁铁主体中的推杆、以及位于推杆端部的卡棍，其中，第一转轴的外周上设有扭杆，卡棍与扭杆活动连接。

进一步地，上述第一导热开关包括第一转轴和在第一转轴外周设置的第二组热接触凸部，其中，第二导热安装板的安装孔中设置有与第二组热接触凸部相配合的热接触凹部。

进一步地，上述多级温差发电组件还包括位于第二导热安装板的远离第一导热安装板的一侧的第三导热安装板、位于第三导热安装板的远离第一导热安装板的一侧的第三级热电模块、以及第二导热开关，其中，第二导热开关与第一导热开关始终热导通，并且与第三导热安装板选择性热导通。

进一步地，上述第三导热安装板上设有安装孔，第三导热安装板上的安装孔与第一导热安装板的安装孔和第二导热安装板上的安装孔一体贯通，第二导热开关围绕与第一导热安装板的板面相垂直的轴线可转动地设置在安装孔中，第二导热开关具有与第三导热安装板热导通的第三转动位置和与第三导热安装板断开热导通的第四转动位置。

进一步地，上述第二导热开关包括第二转轴和在第二转轴外周设置的第三组热接触凸部，其中，第三导热安装板的安装孔中设置有与第三组热接触凸部相配合的热接触凹部。