[发明专利]一种对偶型的温差发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对偶型温差发电装置，属于电学中的电力的发电、变电或配电领域。 

背景技术

温差发电又叫热电发电，是一种绿色环保的发电方式，其基本原理为塞贝克效应。温差发电技术是一种利用热能直接进行发电的技术，与传统的发电方式相比，具有结构简单、坚固耐用、无运动部件、工作时无噪声、无废弃物排放、使用寿命长、可靠性高等一系列的优点，是一种环境友好型的发电方式。利用温差发电技术可以将太阳能、地热能、工业余热废热等各种低品位热能转化成电能，正是由于温差发电具有上述优点，使得其在航空、军事等领域得到了广泛应用。温差发电技术是一种固态能量转换方式，能够直接将热能转化为电能。 

现在已经有多种类型的温差发电装置。杨宝才在其专利《太阳能温差发电装置》中提出了一种利用温差模块产生电能的温差发电装置，该系统由太阳能集热器、储热箱、热管散热器、蓄冷箱以及温差发电模块组成，可以利用自然界的昼夜温差和阴晴温差进行发电；冯平、王维俊等人在《一种温差太阳能发电墙》中设计了一种可以利用室外的热空气和室内的冷空气之间的温差进行发电的装置；而陈湘龙、尹水娥等人在《一种利用冬夏窗户温差的发电蓄电系统》中提出了一种通过嵌入到玻璃内部的温差发电单元利用室内外的温差进行发电和蓄电的系统。 

发明内容

本发明设计了一种对偶型的温差发电装置，能够根据环境温度的变化自动实现两套对偶型的发电装置之间的相互切换，时刻保证本装置处于发电状态，可以为各种低功耗的用电设备供电。 

一种对偶型的温差发电装置，由电能的产生装置和系统控制板两部分组成；电能的产生装置实现温度检测、热能的收集以及热电能量的转换；系统控制板实现对电能的产生装置进行控制，系统控制板包括系统控制器、切换装置、稳压部件、储能部件； 

切换装置负责对两套处于对偶状态的温差发电器实现导通与关断的控制； 

稳压部件负责对温差发电装置所产生的脉动的输出电压进行控制，使之成为稳定可用的电压； 

储能部件负责对温差发电装置产生的能量进行存储； 

系统控制器负责对控制板上的切换装置、稳压部件和储能部件的工作状态进行控制，根据温度传感器的检测结果，系统控制器输出相应的脉冲信号控制切换装置的状态，以控制两套对偶型的温差发电装置的接通和关断。 

所述的电能的产生装置包括导热介质、集热部件、温差发电片、固定支撑部件、散热部件、温度传感器1、温度传感器2； 

在电能的产生装置中，集热部件与隔热保温层之间采用胶粘的方式进行连接，集热部件与温差发电片通过导热介质进行连接，温差发电片通过导热介质与散热部件相连接，散热部件则与固定支撑部件之间通过胶粘的方式进行连接，温度传感器1、温度传感器2分别粘贴在两套对偶的温差发电装置的集热部件上，温度传感器1、温度传感器2的引脚通过导线与系统控制板上的相应接口连接； 

集热部件负责收集包括太阳辐射热能在内的各种热能并通过导热硅脂将热能传递给温差发电片的热端； 

温差发电片负责将集热部件收集到的热能转化为电能； 

隔热保温层负责保证温差发电片的热端温度，阻止集热板所吸收的热量从温差发电片以外的地方散失，达到将热源与散热部分进行有效的隔热； 

散热部件负责将温差发电片冷端的热量通过热传导、热对流和热辐射的方式散发出去，降低温差发电片冷端温度； 

导热介质负责保证集热板与温差发电片、温差发电片与散热部件之间的热导率足够大，以便于热量的快速流动； 

温度传感器1、温度传感器2负责检测对偶型的温差发电装置所处环境的温度情况。 

所述的温差发电片采用将P型和N型两种不同类型的热电材料的一端相连形成一个PN结，并使之一端处于高温状态，另一端则为低温状态，由于热激发作用，P（N）型材料高温端空穴（电子）浓度高于低温端，使得空穴和电子向低温端扩散，产生电动势，因此热电材料通过冷热两端的温度差就实现了将热能直接转化成电能的过程。 

所述的固定支撑部件包括隔热保温层、泡沫浮垫、支撑板，负责对整个电能产生装置进行固定和支撑。 

本发明的有益效果： 

1、本发明采用了对偶型的温差发电模式，并可以实现两套发电装置的自动切换，可以有效利用所处环境中的温度差进行发电，并辅以稳压及储能装置对产生的能量进行有效的存储及变换。 

2、本发电装置本身结构较为简单，且在工艺上易于实现，适用范围广泛。 

附图说明