[发明专利]一种适用于农村地区的热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及清洁能源发电领域，尤其是一种适用于农村地区的基于热电效应的热发电系统。

背景技术

如今化石能源不仅污染环境，而且不可再生，太阳能发电和风力发电又具有一定的时效性，受阳光因素和风力因素的制约。温差半导体发电无噪音、无污染，只要存在温差即可发电，比较适合应用于我们日常生活中。

半导体温差发电是在两种不同性质的半导体两端设置温差，从而引起塞贝克效应，即第一热电效应，在两种材料间产生了电势差，从而在环路中产生电流进行发电。而在我国广大农村地区，尤其是北方地区，很多人家都会有存水井，这种在底下挖掘的水井或者水窖因为大地的保温作用，水的温度不会有太大变化，夏天水冰凉，冬天水也不会结冰，所以可以利用这些水的温度和外界温度作为温差发电装置的冷热源，进行发电，可以满足日常的照明需要，同时经过逆变后可以将电力并网，实现创收。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种适用于农村地区的基于热电效应的热发电系统，能够利用储存水与外界温度的温差来进行发电，以满足简单照明的需要或者并网使用。本发明可以避免光伏发电的时间限制，且无污染无噪音，十分适合农村地区独立的家庭住宅使用，不论天气炎热还是寒冷都很适用，基本能实现四季全天候发电。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于农村地区的热发电系统，其特征在于，包括基于热电效应的热发电装置、给热发电装置提供冷水源的冷水井、存储循环水的带隔热层的温水池、控制显示模块、DC/DC变换器以及连接在DC/DC变换器后的蓄电池、直流负载以及逆变交流负载端。

所述基于热电效应的热发电装置包括面向外界的一侧和含有水管道的另一侧，利用两侧温度不同产生的温差来进行发电；上述热发电装置采用半导体热电材料。半导体热电材料为Zn₄Sb₃。

所述的带隔热层的温水池采用生物质保温隔热材料，所述生物质保温隔热材料由秸秆、谷糠、果壳加工制成，形成一个可以保持水温的温室。

所述给热发电装置提供冷水源的冷水井，通过水泵抽取冷水井的水并使水流经热发电装置的含有水管道的另一侧的水管道，然后再流入存储循环水的带隔热层的温水池，温水池中的水既可以通过水泵输送至热发电装置的含有水管道的另一侧的水管道以发电，也可以直接引出并作为生活用水使用。

所述的控制显示模块采用AT89系列单片机控制，连接到液晶显示屏、热发电装置、DC/DC变换器、蓄电池、直流负载以及逆变交流负载端，同时连接有冷水井和温水池中的温度传感器以及外界温度传感器。

单片机控制方式分为自动控制调节和手动开关控制调节两种模式。

所述的控制显示模块的自动调节模式包括以下步骤：

步骤一，开始工作后，由外界温度传感器测量外界温度，同时利用温度传感器测量温水池和冷水井的水温；

步骤二，将外界温度与温水池温度、冷水井温度分别进行比较，判断二者哪个与外界温度温差较大；

步骤三，开启与外界温度温差较大的温水池或冷水井中的水泵，输送水到热发电装置进行发电；

步骤四，将发出的电经DC/DC变换后得到稳定的直流电直接供给直流负载使用，同时给蓄电池充电，还通过逆变器供交流负载使用或发电并网；

步骤五，当不需给负载供电，且蓄电池充满电，切断发电系统，停止供电。

所述的逆变交流负载端包括逆变器以及交流负载；可实现并网发电，也可以给交流负载供电。所述的蓄电池采用铁锂电池组。

本发明的益处在于：热发电系统采用基于热电效应的半导体热电材料，即使存在一个较低的温差也可以发电，利用农村地区有条件设置地下储水池和水井的特点，可以将水和外界作为发电装置的冷热源进行不间断发电，可以避免光伏发电的时间限制和风力发电的风力条件限制。不论天气炎热还是寒冷都很适用，基本能实现四季全天候发电。满足日常用电需求，甚至发电并网，实现创收。同时，本系统可以实现自动控制调节和人为手动控制调节两种方式，便于管理控制。

附图说明

图1 本发明一种实施例的系统结构图；

图2 本发明的热发电装置基本结构示意图；

图3本发明一种实施例的基本工作控制流程图。

具体实施方式

以下根据说明书附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行说明。