基于环境微能量的温差发电能量收集转换电路的设计

温差发电技术是一种将热能转换为电能的新型清洁能源收集技术,为了提高能量转换效率,降低能量转换电路的功耗,结合BQ25504芯片高转换效率和LTC3108低输入电压的工作特性,设计了一种双电源芯片切换工作状态的能量管理系统,系统根据输入电压的大小,通过比较器判断,切换LTC3108和BQ25504分别进行能量收集,提升了系统收集能量的效率。此外,验证了在不同工作状态下能量管理系统的有效性。

放射性同位素温差发电器在深空探测中的应用

放射性同位素温差发电器不受太阳光和其它环境条件的影响,可以同时为航天器提供电能和热能,是较理想的月球和深空探测电源。文章回顾了国外RTG的应用历史,评述了RTG的发展趋势。目前,RTG的研究方向是高效率、高比功率,以满足未来深空探测任务的需要。文章介绍了应用于深空探测的RTG在优化配置过程中应当考虑的一些问题。最后,评述了深空探测RTG的技术关键,包括RTG设计、温差电换能器技术、同位素热源及其安全技术、热管理技术和电源管理技术。

汽车中冷器余热温差发电的研究

汽车中冷器在冷却增压器的高温气体时会释放大量的热,这些热量往往没有经过回收利用就被释放掉了,不仅有碍汽车散热而且浪费了能源。汽车中冷器温差发电器是通过热电效应中冷器的气体余热转换为电能的电源装置,同时也降低了中冷器气体温度,使发动机的进气量更充分,燃烧更彻底,从而达到汽车节能高效的目的。利用有限元方法对中冷器进行热分析,获得温度分布图谱;在此基础上,基于现有温差发电材料设计了利用汽车中冷器余热发电的温差发电器,它由若干对温差电单偶串联组成;并通过多物理场耦合仿真分析了温差电单偶的输出性能,结果表明温差发电器在中冷器表面温度范围内具有较高的输出功率和热电转换效率。

利用余热温差发电降低中冷器气体温度

目前国内外许多学者对汽车温差发电技术进行了研究,主要利用汽车尾气余热体现在以下方面：（1）改善温差电材料特性,如增大无量纲优值系数、改善热电材料结构等;（2）增大温差,如增强冷端散热;（3）改善汽车尾气结构。但汽车上的其他余热资源并没有有效利用。汽车中冷器在冷却增压器的高温气体时会释放大量的热,若利用这些余热进行温差发电,不仅变废为宝,同时也降低了中冷器气体温度,使发动机的进气量更充分,燃烧更彻底,达到汽车节能高效的目的。

基于相变材料的半导体热电发电器性能优化研究

近年来,利用相变材料(phase change material,PCM)提升半导体热电发电器(thermoelectric generator,TEG)输出性能及维持TEG长效运行受到广泛关注。针对现有PCM-TEG结合方式复杂且缺乏统一认识的现状,建立了PCM-TEG耦合数学模型,对比了PCM布置在TEG热侧、冷侧及双侧时的系统性能,提出了骨架PCM设计并验证了其有效性。结果表明:骨架PCM设计通过实现TEG热管理,在一定程度上能提升器件的输出能力,并能利用自身蓄热能力有效地避免热电器件失效;骨架PCM设计优于常规无骨架PCM-TEG的系统性能;热侧PCM-TEG和双侧PCM-TEG设计能有效维持TEG的稳定运行;增强TEG冷侧换热能力,可弥补热侧PCM-TEG系统性能的不足。研究结果可以为下一步PCM-TEG应用研究提供参考。

利用余热温差发电降低中冷器气体温度

列车运行过程影响因素较多且求解复杂，在考虑多种线路条件及运行工况的情况下，仅采用数学推导的方式难以求解，因此利用运行仿真来计算运行过程，并构建一个节能的运行策略，成为解决节能运行问题的有效手段。研究列车运行的优化问题，并得出合理的操纵策略，具有极大的经济意义。

基于无线传感网络的空冷凝汽器温度传感器温差取能仿真分析

针对空冷散热机组冷热介质进出口的温度监测,提出利用无线传感网络技术实现对空冷凝汽器表面温度的在线监测;同时,对空冷散热器周围以及内部环境所形成的环境能源进行分析,提出基于温差发电的自取能模型及结构,在此基础上研究温差发电在空冷岛温度环境下的取能特征,进一步验证其发电特性,实验结果表明,利用温差发电,则可大幅降低传感节点对电池的依赖,由此降低进行电池更换定期维护的高昂成本,并提高无线传感网络整体的可持续性和可靠性。

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。

基于海洋温差发电的低温热法海水淡化系统实验研究

针对我国南海深远海岛屿淡水资源短缺和海洋温差发电效率低的问题,对海洋温差能发电的低温海水淡化系统进行研究。设计并搭建了海洋温差发电的低温热法海水淡化实验装置,通过对采用光管和翅片两种冷凝器型式的系统性能分析与对比,得到了系统在不同运行条件下的整体运行性能。结果表明:温、冷海水的流量对淡水产量影响较小,影响淡水产量的主要因素是温、冷海水温度,采用翅片式冷凝器的淡化系统效率为65%左右。系统充分再次利用了海洋温差发电后排出的低温热能,提高了经济效益,为我国南海海洋温差能综合利用提供依据。

集成冷能半导体温差发电的AAV传热特性研究

在LNG气化过程中,传统空温式气化器会将翅片管在LNG气化过程中释放的冷能白白浪费掉,而在翅片管管外加上半导体温差发电装置后则可以将这些冷能利用起来,转化为电能供人们使用。本文模拟了传统空温式气化器在集成温差发电装置后对翅片管的传热特性,得到了翅片管外壁温、管内流体温度、管内外换热系数、发电密度与发电效率等参数沿管长的分布规律。

HTRI在海洋温差能发电系统换热器选型中的应用

海洋温差能是海水表层温度与深层温度的差异所蕴含的热能,储量大,无污染。海洋温差能发电技术可利用的温差小,需要较大的换热面积。因此,高效、紧凑型板式换热器通常被应用于海洋温差发电。本文分别采用平均温差法和HTRI软件对海洋工况条件下的板式换热器进行选型计算并对比分析。结果表明,采用HTRI方法能够极大地提高海洋温差能换热器选型的计算效率,并且减小选型过程中的计算误差。

半导体温差发电及制冷教学演示器

学习高中物理时知道热电偶温差现象,特殊半导体材料的温差电现象更明显。高中物理实验室并没有这样现成的演示仪器,本文制作能够实现上述功能的演示仪器,实践效果很好。

温差发电和动力装置联合回收液化天然气冷能

对液化天然气(LNG)冷能的回收,提出了温差发电器与动力装置联合的回收系统,对系统的各个状态 参数和转化能量及其效率进行了分析计算。计算显示甲烷在天然气中的摩尔含量会显著地影响功量的输出,但 对系统的效率影响不大。系统对LNG最大可用能的回收效率可达29％。

汽车尾气温差发电装置及控制系统设计

针对汽车尾气废热回收问题,提出一种汽车尾气温差发电方案。分析了汽车温差发电原理和热电材料的选择;研究温差发电与三元催化器集成的装置和控制系统;设计了降压、蓄电池充电、温度监测等硬件电路和软件控制系统;对压力和温差与发电量的关系进行了实验分析,设计方案能有效减少燃油消耗及提高车用电池寿命,达到节能减排功用。

温差电技术原理及在工科物理实验中的应用

简要介绍温差电技术的基本原理以及运用该原理设计、制作一些在工科物理实验中的装置。

车载多管式波纹管温差发电装置结构优化输出特性分析

为提高车载式尾气温差发电装置的发电性能,作者对以多管式换热器为基础的热交换器汽车尾气温差发电装置进行了结构优化以及性能数值评估。向多管式换热器管道内壁添加波纹特征,并做出管道螺旋化处理,通过计算流体力学的方法验证不同管道传热性能变化,并利用Simulink搭建了温差发电装置计算模型,计算温差发电装置的发电性能。结果表明,随着管道内波纹高度的提升,换热器传热能力增强,而螺旋波纹管能够进一步提升换热器热性能,温差发电装置的发电性能达到最强。

柔性自支撑碳纳米管膜/PEDOT:PSS复合材料热电性能研究

热电材料可以实现热和电之间的相互转换。利用热电材料制备的温差发电或制冷器件具备无运动部件、无污染、免维修等优点[1-2],图1为温差发电和热电制冷器件的原理示意图。一般来说,理想的热电材料应具有高的无量纲优值(ZT=S2σT/κ,其中T是绝对温度,σ、S和κ分别是材料的电导率、Seebeck系数和热导率[3-4]),也常用功率因子(PF=S^(2)σ)来评估聚合物或聚合物基复合材料的热电性能。

汽车尾气温差发电的实验研究

为了提高汽车燃油效率以优化能源利用和保护环境,进行了利用汽车尾气废热进行温差发电的实验。搭建测试平台,进行了一系列测试,获得了在不同热端温度(83～270℃)、不同负载(0～520Ω)下单个半导体温差发电器件的输出功率。设计了一种将该器件用于汽车尾气的温差发电的方案。以东风EQ140-1货车为例的经济性分析结果表明:在假设每天行驶12 h、每年行驶330 d、且柴油价格为5元/L的条件下,半导体温差发电系统需8.2 a来回收成本。

用于车辆尾气热能回收的热电材料和热喷涂工艺(英文)

随着全球能源和环境保护问题的日益突出,人们在探索各种各样的能量回收方法。作为一种固态能量产生装置,热电发电装置能将温差转化为电压,从而实现车辆尾气废热的能量回收、提高总体能量利用效率。最近,出现一种新型可产业拓展的热喷涂工艺,可以用于热电发电装置的集成制造,直接用在排气管上。本文对应用于车辆尾气废热回收的热电材料和热喷涂工艺流程的前沿技术进行了综述。它们也可以用于热电厂、制造过程和其他场合的能量回收。