本发明专利技术公开一种热电能源产生器及一快速储能系统，其中该热电能源产生器由一热电晶片、一吸热片、一散热片所构成。其中吸热片配置在热电晶片的热端，用以将一热源的热量尽量保持住，使得热电晶片的热端可以保持在高温状态；散热片配置在热电晶片的冷端，用以散去热电晶片冷端的热量。借此热电晶片冷热两端具有较大温差而可以提高热电转换效率。利用前述的热电能源产生器连接一具有超电容架构的快速储能介面，则该快速储能介面可以快速地充电且放电给另一储能装置，借此形成一快速储能系统且达到将微小电力迅速储存的功效。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种能源产生器及储能系统，特别是一种利用热电转换晶片将 热能转换成电能的热电能源产生器，以及能进一步将能源产生器所产生的电能快 速储存的储能系统。
技术介绍
热电晶片的热电能源转换的基本工作原理可以用单一组N型热电材料和P型 热电材料所形成接面的热电堆现象来说明，通过该PN接面热电堆的冷热两端因受 热不均匀所产生的温差，使得热电材料内的主要传导载子(P型为电洞，N型为电 子)由高温的热端往低温的冷端扩散，而导致PN接面热电堆在冷端处有正、负电 荷的累积(其中P型冷端处累积正电荷，而N型冷端处则累积负电荷)而产生电位 差，是为Seebeck效应的热电转换或热差生电现象。已知的一些关于利用热电晶片来进行热电能源转换的专利前案包含如下(1) 美国专利第5921187号「 METHOD AND APPARATUS FOR COOLING INTEGRATED CIRCUITS USING A THERMOELECTRIC MODULE」揭露利用一热电晶片来取得一处理 器(CPU)所散出的热能并执行热电转换；值得注意的是，该热电晶片的热端直接贴 设在CPU上，冷端通过一风扇进行散热。另外，热电晶片所产生的电能直接提供 给该风扇。(2) 美国专利第6799282号「 POWER GENERATING MECHANISM THAT HAS A DUCT， HEAT PIPE, OR HEAT SINK TO EFFICIENTLY DIFFUSE HEAT GENERATED BY A HEAT」揭 露利用一热电晶片贴设在一 CPU表面，并且通过一风扇引导空气流向热电晶片表 面散热，借此使得该热电晶片能够将热能转换成电能。(3) 美国专利第7180264号「FUEL FLEXIBLE THERMOELECTRIC GENERATOR WITH BATTERY CHARGER」揭露利用燃油来产生热能，热电晶片在取得热能后进行热电转 换以产生电能。其中该热电晶片冷端直接与空气接触进行散热，而无借助其他冷 却装置。(4) 台湾专利第497669号「热电能量转换结构」揭露利用燃油、蜡烛、酒精等提供燃烧热能，再以一热电晶片取得热能进行热电转换，在热电晶片的冷端配设有 散热鳍片以提高散热效果。(5) 台湾专利第M286408号「热电转换型散热总成」揭露一导热板贴设在一 CPU表 面，且一热电模组贴设在该导热板表面，如此CPU所产生的热量可以通过该导热 板快速地传导到热电模组以进行热电转换；对应热电模组的冷端配设有一散热鳍 片及风扇，以提高散热效果。(6) 中国专利第1809847. 9号揭露一连接巿电的热电组件配接于一电脑CPU上，且 热电组件具有一散热片，此外一风扇对应该散热片。如此在热电组件、散热片及 风扇的作用下，可以快速散去CPU所产生的热能。(7) 中国专利第200580019773.3号揭露一种热电转换模块，其具有半导体层，且 在半导体层的相对端配置有良导热性的基板。值得注意的是，在基板与半导体层 之间更配置有阳极氧化膜以确保基板与极间的电绝缘性。换言之，该专利前案没 有教示如何提高散热效能及提高热电转换效率。以上除了美国专利第7180264号及中国专利第200580019773. 3号外，其余专 利前案的共同特点是对应热电晶片的冷端配设有冷却装置，例如风扇或散热鳍片， 使得冷端的温度下降。配设风扇或散热鳍片的目的主要是让热电晶片冷端快速地 降低温度，借此热端与冷端能够形成较大的温差而有利于热电转换效率的提升。 至于美国专利第7180264号与中国专利第200580019773. 3号皆使热电晶片的冷端 热量直接散逸于空气中的作法，则因为散热速度慢，所以热电转换效率并不佳。虽然其余专利前案的热电晶片通过风扇或散热鳍片提高了冷端的散热效率， 但是这些专利前案采用热电晶片的热端直接与热源接触或通过导热板传导热量的 设计，使得热电晶片的热端无法有效且确实地保持住热能，进而造成热电晶片的 冷热端温差减少，也因此而导致热电晶片的热电转换效率仍未臻理想；此外风扇 与散热鳍片皆具有较大的体积，所以不利于安装及空间的利用率。
技术实现思路
本专利技术的设计概念主要是使热电晶片的热端能够有效地保持住热能，而冷端 能够快速的散热，如此便可以使热电晶片的冷热端温差加大，以达到更好的热电 转换效率。因此，本专利技术的主要目的之一是提供一种热电能源产生器，其具有能 够提高热电转换效率的功效。本专利技术的另一目的是提供一种热电能源快速储能系统，其具有能够快速累积 小量电能以形成较大电能且储置于另一储能装置，借此达到快速储能的效果。根据本专利技术所揭示的目的及功效，该热电能源产生器包含一热电晶片具有一热端及一冷端，且冷端与热端位在相对侧； 一吸热片结合在该热电晶片的热端且 接触热源，其能够保持住热能； 一散热片结合在该热电晶片的冷端，其具有薄型 化结构且能够快速散热。又本专利技术所揭示的热电能源快速储能系统包含一热电能源产生器，其是由一 热电晶片与一吸热片及一散热片所构成，且吸热片及散热片分别配设于热电晶片 的热端与冷端； 一储能装置用以蓄存该热电能源产生器所产生的电能；以及一快 速储能介面配设在该热电能源产生器及该储能装置之间，用以快速地取得该热电 能源产生器所产生的电能且快速传递至该储能装置，借此使得小量电能可以快速 累积形成较大电能且储置于一储能装置中。本专利技术的有益效果在于，本专利技术的热电能源产生器可以达到加大热电晶片的 冷热端温差的目的，以及提高热电转换效率的效果，而且该薄型化的散热片可以 提高空间的利用率。此外，本专利技术的热电能源快速储能系统包括快速储能介面和 储能装置，该快速储能介面是超电容装置，所以可快速放电，而使得储能装置快 速储能。因此通过使用该快速储能介面，可以使得整个储能系统达到将微小电力 迅速累积及储存的功效。以下即依本专利技术的目的、功效及结构组态，举一较佳实施例，并配合图式详 细说明。附图说明图1为本专利技术热电能源产生器的结构示意图。图2为本专利技术于热源温度固定在15(TC的情况下，热电能源产生器的热电晶片 冷热端温差与输出电压随时间变化的关系图。图3为本专利技术的热电能源产生器于不同热源温度的情况下，热电晶片的稳定 冷热端温差与稳定输出电压随不同热源温度变化的关系图。图4为本专利技术的热电能源产生器于不同热源温度的情况下，热电晶片的稳定 冷热端温差与热电转换效率随不同热源温度变化的关系图。图5为本专利技术的热电能源产生器直接提供电能给一用电装置的示意图。图6为本专利技术的快速储能系统示意图。图7为本专利技术的热电能源产生器的输出电能对储能装置的充电量饱和度与时 间的关系图。其中，(a)曲线为有透过快速储能介面；(b)曲线为未透过快速储能 介面的充电情形。主要元件符号说明IO热电能源产生器11热电晶片 14冷端 22金属片 30散热片 34散热器12热端 20吸热片 24保热材料 32金属片342金属薄片 40热源60快速储能介面344、 346绝缘膜50用电装置 70储能装置具体实施例方式请参阅图1， 一热电能源产生器10是以一热电晶片11进行热电转换。该热电 晶片11具有一热端12及一冷端14，且该热端12与该冷端14分别位在相对侧。 该热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热电能源产生器，用以将一热源所产生的热能转换成电能，其特征在于，包含： 一热电晶片，具有相对侧的一热端及一冷端； 一吸热片，其表面具有保热物质且结合在该热电晶片的热端接触该热源； 一散热片，具有薄型化的片状结构且结合在 该热电晶片的冷端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王钦戊，
申请(专利权)人：王钦戊，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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