(2) 阅读 (733)

热电发电 编辑词条词条保护

词条创建者 

热电发电

编辑

(TIC),PETE元件等。使用热电元件将热能转换成电能的发电是方法。从狭义上讲,这意味着通过塞贝克效应使用热电元件发电。在下文中,将主要描述狭义上的热电发电。

该热电元件的特征在于,由于没有可动部件,因此具有寿命长且不需要长时间的维护工作的特征。由于这是人造卫星供电的极其重要的特征,因此自1960年代以来,美国和前苏联就进行了太空探索卫星供电的研究。结果,通过热电元件将通过自发裂变产生的α射线粒子的吸收而产生的热能转换成热电元件的电力的核电池已经投入实际使用,并且被用作许多卫星的电源。虽然现在许多应用的太阳能电池进行更换,太阳光能量的太阳能电池不可木星探索外面先锋计划航海计划火星也活动在晚上火星探测器好奇,等仍在卫星上使用。开发了用于该卫星原子电池传输线从优点,诸如不要求和其他设备,一旦灯塔在远程位置发电机(如放射性同位素热电发电机被用作基准的)是的 此外,苏联游击队使用篝火作为从Iitate向无线通信设备供电的热源的示例,以及使用油灯作为收音机的电源[2]进行家庭使用的示例。但是,柴油发动机,如发电机变得更便宜的故障时,可取代目前热电发电那些应用,应用在地面上的一些军事目的已超过消失

热电发电

然而,近年来,热电发电作为一种可以直接从废热中回收电能的环保技术引起了全世界的关注,在日本,在新能源与工业技术开发组织(NEDO)的支持下,形成了一个项目。基于这些成就,目前正在进行研究和开发,以利用未使用的热能,例如工厂和汽车的废热,地热和消费和工业领域产生的温泉热作为电能。

原理

编辑

热电发电塞贝克效应Peltier效应一个高热源结,其他与被热能转换成电能之间产生电位差的冷源接触利用的反向动作)发生器是这样一种方法

根据所使用的温度范围,将两种类型的导体组合在一起

  1. 环境温度从500 ķ于: – 为基础的(双向Te系)
  2. 从室温到800 K:(Pb-Te)
  3. 从室温到1000 K: – (Si-Ge)

等正确使用。

这些是高温氧化是,资源如少量因为存在的问题,更密集的资源的物质或氧化物也是利用材料进行研究设备。

研究水平上,使用氧化物材料,量子结构和超晶格材料的热电元件的研究与开发正在进行中

在实际发电中,由于由一个热电元件获得的电压较小,因此使用其中多个热电元件串联电连接以获得高电压输出的热电发电模块

热电元件的特征

编辑

热电元件的优点

在NEDO的支持下,于2002-2006财政年度进行的“高效热电转换系统的开发”中期报告[7]中总结了热电元件的优势。根据它

  • 由于没有活动部件,因此使用寿命长且可靠性高。
  • 无需附带设备,节省空间。
  • 可以获得小型轻便的电源。
  • 元素形状可以自由设计。
  • 快速响应热源温度波动。
  • 无运动部件,无振动噪音
  • 即使是小尺寸,也可以获得与大型设备相同的转换效率,这对于小型设备是有利的。
  • 可以从任何热源(例如高温,低温,大尺寸和小热源)提取电。
  • 每约1瓦/平方厘米单位表面积的功率输出在几十倍从几次光伏(热电发电和碱金属热电发电机(AMTEC)2,热离子3 – 9 W /厘米2是。这比太阳能电池的0.01 W / cm 2高两个数量级以上

除此之外

  • 废热不需要新热源用于利用
  • 它还可以从液化天然气,冰之类的寒冷来源发电

热电元件的挑战

编辑

在事后评估报告中描述了热电元件的问题,该评估报告收到了“开发高效热电转换系统”的**终报告。根据它

  • 原则上,转换效率比使用卡诺循环热机低(请参阅hi-z讲义数据[8]中的方程式(1)和(2)。从该方程式可以明显看出,ZT值(热电转换元件)无限大,热电元件的转换效率与卡诺循环的转换效率相同,但是当前已知的热电元件的ZT值约为1到2,即使ZT = 2,1 / 4转换效率)。
  • 由于使用的大多数材料是金属和半导体(在外部空间中不成问题),因此它们在高温下会被氧气,水蒸气等氧化并变质。
  • 许多热电元件使用具有很少资源的原材料,从而使得这些元件不能大量生产。
  • 需要根据应用和工作温度使用不同材料的热电元件和模块,并且无法预期批量生产的效果。

和其他一样

  • 热发电,原子能发电,为了与现有技术,例如柴油发电机竞争,是相对于不存在太阳能电池和冲突的燃料电池的缺点[1] 
  • 由于每个元件的输出电压低,因此需要大量的串联耦合,并且结构复杂。
  • 由于输出电压与温度差成正比变化,因此必须使电压恒定的辅助电路。
  • 在每种元件组合中,ZT的值取决于温度,因此,根据工作温度需要不同的热电元件。
  • 热源和热电元件之间的热能损失很大

内容由风提供,本内容不代表vibaike.com立场,内容投诉举报请联系vibaike.com客服。如若转载,请注明出处:https://ispeak.vibaike.com/30203

发表评论

登录后才能评论