基于液体循环冷却的温差半导体的研究

温差半导体是采用半导体制冷元件,利用热电制冷效应的特殊制冷方式.由于其独特的优点而被广泛应用.温差半导体散热方式更成为温差半导体技术继续发展的关键.阐述了温差半导体的技术应用及其在应用中存在的技术瓶颈,提出采用液体循环散热系统.与目前现有产品进行了温差性能测试的比较,结果显示液体循环散热系统具有良好的性能指标.

基于LABVIEW的温差半导体特性测量装置的研制

温差半导体作为一种新型的发电和制冷材料已经为人们所熟知,现有的温差半导体实验教学只能对半导体的特性进行简单的演示,无法进行定量的分析和计算,该装置基于LABVIEW通过第三方采集卡、温度传感器、电表以及温度控制器采集温差半导体制冷与发电的数据并进行分析处理,得出温差半导体的特性曲线和参数。该测量装置操作方便,可对温差半导体特性进行定量的分析和计算,有利于实验教学的改进。

基于模糊理论的温差半导体的选择

温差半导体散热方法的选择，应同时考虑到温差半导体的制冷效率、机械性能、安装性能和经济效益；文章建立了温差半导体散热方法选择评价体系；采用二级模糊综合评价对温差半导体散热方法进行了选择；并用实例说明验证方法的可行性．

温差半导体发电技术研究现状

温差半导体发电技术是一种新型的绿色环保的发电技术,能有效减缓当今社会在能源方面的压力。近些年以来,在国内外众多研究者的努力下,温差发电技术取得了很大的进步。最初,由于研究者对热电材料的认识不足,且仅限于金属热电材料,因此热电转换效率比较低下。到了20世纪30年代,由于研究者对半导体金属材料的研究深入,推动了温差半导体发电技术的极大进步。再后来,Douglas等设计出了多模块交互回路温差发电器,使得温差半导体的输出功率得到了更大幅度的提升。如今,温差半导体发电技术已经在实际的生活中广泛应用开来,受到了越来越多国家的重视。本文主要介绍了目前国内外在温差发电技术上的一些研究成果以及在各个领域的应用和发展方向。

半导体发电在冰箱余热回收的实验探索研究

为了进一步研究制冷系统节能增效,调研了近年来冰箱制冷系统余热回收利用研究的进展,综合分析了冰箱余热回收利用的不同余热回收方式的经济性及可行性。具体研究了利用半导体温差发电技术进行余热发电的可行性,通过系统设计、理论计算及实验验证发现,利用半导体余热发电来进行余热回收。实验结果表明,可以在强制连续运行(PD)工况下实现目标最大发电量1.51 W;并可以降低冷凝器出口温度至45℃以内,PD模式下降低36℃~39℃,能耗模式下降低18℃~19℃,提升系统过冷度;但由于样机改造,增加了一定的热负荷,整机能效还是有所上升,PD模式下功率增加5.6%~17%,能耗模式下功率增加13%~19%。半导体温差发电技术作为一个具有较大潜力的余热回收技术,通过实验方式探索性研究了该技术耦合冰箱制冷系统的可行性,随着温差发电材料及相关技术的快速发展,需要持续研究系统设计匹配,换热器-发电模块传热优化,电量储存与转换等工作,对冰箱或其他制冷系统余热回收实现节能增效具有重要的参考意义。

基于LNG冷能利用的半导体温差发电性能试验研究

为了研究半导体温差发电在应用于LNG相关传感器监测所需供电方面的潜力,首先在半导体温差发电基本模型的基础上计算出不同热端温度下的最大发电功率和效率曲线,结果显示当热端温度低于220 K时几乎没有功率输出。然后基于天然气汽化与温差发电相结合的场景,设计了一种用于LNG冷能利用的换热器结构,仿真结果显示:壁面温度为140 K时换热器的换热能力为6.608 kW。最后,为了探究半导体温差发电在低温下的发电性能,基于所设计的换热器搭建了一套用于冷能利用的半导体温差试验系统,试验结果显示半导体温差发电系统最大发电量可达到9.33 W。

接触效应对小型半导体温差发电器性能的影响

针对小型半导体温差(TEG)发电器中接触热阻和接触电阻的影响进行了分析研究.结果表明,接触热阻和接触电阻只在2mm以内的电偶臂长度内有明显影响;在电偶臂长度小于1mm时,输出功率和热电效率均有一个急剧上升的变化阶段;当长度超过5mm后,输出功率和热电效率均趋于定值;在冷热端温度分别为283和383K,Z=0.0024K-1、电偶臂长为2mm、接触热阻比0.2和接触电阻比0.1条件下,热电功率约为4mW/mm2,热电效率约为3.5%,而理想无接触热阻和电阻的热电效率约为4.2%.由此可知,半导体温差发电器中接触热阻和接触电阻的影响不可忽视.

基于半导体温差发电模块的锂电池充电装置

研究了半导体温差发电模块输出电压/输出功率与冷热面温度差的关系,并搭建了利用半导体温差发电模块产生的电能作为能量的一种锂离子蓄电池充电装置。首先在实验的基础上,讨论温度差和半导体温差发电模块输出电压及输出功率的关系;然后设计了利用3片温差发电模块工作在温差150K下输出14￣20V不稳定的电源。根据温差发电模块输出电压不稳定的特点,设计了一个稳压电路。最后,用MAX1679芯片实现4.2V锂离子蓄电池的充电电路,该电路具有预充功能,并且完成快充后进入脉冲充电阶段,既能实现完全充电又能减小持续大电流充电造成的损耗。

一种半导体温差发电系统

介绍了一种新型的半导体温差发电模块,对其性能进行了一些研究,并在此基础上构建了一套小型发电系统,可利用煤灶、篝火等发电、储电从而用以照明等。其中考察了发电模块的不同串并组合矩阵的输出功率,设计了为蓄电池充电的稳压充电电路,并使设计的模块矩阵与蓄电池稳压充电电路匹配,使其输出功率达到最大。

基于余热回收的半导体温差发电模型及数值模拟

本文提出一种改进的半导体温差发电模型,在温差发电器热端加上矩形格栅,并将这种格栅近似看作黑体,同时进一步运用FLUENT软件对该半导体温差发电系统的流场、温度场进行了数值仿真计算,并对仿真结果进行分析。结果表明该模型确实能够提高温差发电器的热端温度、冷端与热端的温差,使大量余热得到有效的利用;冷热端的温差比无格栅时提高了49.33%。模拟结果还表明格栅的几何尺寸选取对温差发电器热端的温度及冷热端温差有一定的影响。

半导体温差发电器发电电气特性试验研究

文章根据塞贝克效应(Seebeck effect)、珀尔帖效应(Peltier effect)、汤姆逊效应(Thomson effect)原理,制作了半导体温差发电器系统,通过试验测试获得了在不同温度等级下的电气特性。结果表明,开路电压和负载电压随温度升高呈线性上升趋势。当温度一定时,电流随负载变化呈几何对数增长,并找到了电压越低输出功率越大的功率特性。

基于STM32的半导体温差发电装置的研制

半导体温差发电装置是一种通过半导体热电器件把热能转换为电能的电源装置。根据半导体温差发电装置的组成结构,分别对内部模块、半导体热电器件、发电装置整体结构进行了研究、设计和试制,并应用相关理论计算分析了半导体热电器件的发电特性;对半导体热电器件进行了测试且研究了半导体热电器件的开路电压、短路电流、输出功率等一系列输出特性,总结出了热电器件发电性能的规律。

新型半导体温差发电器的优化设计

提出一种新型的半导体温差发电器 ,以效率和输出功率为目标函数分析其性能特性 .计算在不同情况下温差发电器的最大效率和输出功率 .进而优化温差发电器的内部结构 ,确定工作电流的最佳范围 .所得结果可为新型的半导体温差发电器的优化设计和最佳运行提供有价值的理论指导 。

低温差下半导体温差发电器分析

半导体温差发电器的性能通常用输出功率和工作效率来进行评价,但在低温差对低品位能的利用上,只用工作效率来评价是不全面的。从火用的角度对低温差下半导体温差发电器的工作性能进行了分析,提出了火用效率,用火用效率来作为低温差下半导体温差发电器的评价参数。实验结果表明,随着温差的减小,半导体温差发电器的工作效率明显下降,但火用效率则基本稳定。

半导体温差发电器的性能研究

温差发电是一种新型电能产生方式,具有绿色、安全、无噪声等特点。以F40550商用半导体温差发电器为例,在低品位热源条件下,对其性能进行了测试,并研究串并联情况下发电组件的性能,为半导体温差发电组件在低品位热源的回收及利用方面提供了参考。

太阳能半导体温差发电器的输出功率

建立太阳能半导体温差发电系统的一般模型 ,应用非平衡态热力学和有限时间热力学理论研究存在四种主要不可逆因素影响的太阳能驱动的半导体温差发电器的性能特性 ,导出发电器的输出功率一般表示式 ,探讨最大输出功率及其有关的优化条件 ,确定了温差发电器输出电流和功率的上限 ,得到一些有意义的新结论 .

半导体温差发电器的热力学准则和性能参数

应用非平衡态热力学和有限时间热力学理论,导出了半导体温差发电器输出功率和效率的一般表达式;兼顾输出功率和效率,给出了半导体温差发电器优化性能的热力学准则;分析了效率随塞贝克系数与汤姆孙系数之比的变化,指出塞贝克系数与汤姆孙系数之比是半导体温差发电器的一个重要性能参数.

半导体温差模块在热缺陷监测中的应用

通过对变电站运行设备大电流回路连接点发热原因及环境的分析,提出了一种利用半导体温差发电模块结合充电泵和升压型DC-DC变换电路,以单片机测温电路为负载,采用间歇工作的方式为现场测温电路提供电源。重点解决了在半导体温差发电模块输出电压不稳定、压差较小时,DC-DC变换器超低压启动的难题,并结合实际应用环境对现场独立供电和测温装置的组成以及工作方式做了进一步探讨。

半导体温差发电装置最优工作区控制研究

详细分析半导体温差发电模块的功率特性和效率特性,提出一种兼顾最大功率和最大效率的温差发电优化控制策略,获取最优电流工作区。在Matlab/Simulink中构建基于Boost的温差发电模型并构建实验平台,仿真和实验结果证明控制策略的有效性。