半导体温差发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种半导体温差发电系统，包括相变传热结构和温差发电模块；所述相变传热结构由蒸发段和冷凝段组成，蒸发段的管路中充有根据热电材料最佳工作温度选用该温度范围内吸热量大、有用能损失小的工质；具有高温、中温和低温相变传热结构；所述温差发电模块亦选用与蒸发段相应的具有不同最佳工作温度的热电材料；热电材料热端紧贴冷凝段表面，热电材料冷端紧贴冷却通道壁面。本发明专利技术增大了相变传热结构在整个传热过程中的使用范围，减小了热源与发电器之间的温差，提高了系统的能量利用率，主要为汽车的电力系统提供电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于半导体发电装置的，特别涉及一种将废弃汽车尾气的热能加以回收利用，将换热系统与温差发电系统相结合的半导体温差发电系统。
技术介绍
温差发电技术是利用半导体材料的塞贝克效应，直接将热能转换成电能的技术。随着社会经济对能源需求的增多，能源的短缺、浪费和环境污染日益严重。半导体发电装置具有无震动，无噪音，结构紧凑，绿色环保且使用寿命长等特点，体积可大可小，且效率基本不受体积影响。利用其回收各种余热，可以减少余热直接排放到环境中造成的污染和浪费。因此，该类技术已引起越来越多的重视。在航空、军事等领域得到广泛应用。目前，随着汽车数量的增加，传统化石能源的消耗迅速增加，由此而来的环境和能源问题日益凸显，温差发电技术既能减少资源浪费又能产生电能供汽车本身使用，被认为是利用汽车废热的有效途径。但是温差发电装置在实际应用中效率还很低，主要原因是半导体材料本身的限制和热量传递过程中温差较大引起的有用能损失。每种半导体材料都有其最佳工作温度，而作为热源的汽车尾气在发电过程中温度变化很大。有日本学者为此提出梯度热电材料的概念，把适用于不同温度区域的热电材料通过复合成梯度材料，使单一热电材料在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体温差发电系统，包括相变传热结构和温差发电模块，其特征在于，所述相变传热结构由高温蒸发段（1?1）、高温冷凝段（2?1）组成高温相变传热结构，由中温蒸发段（1?2）、中温冷凝段（2?2）组成中温相变传热结构，由低温蒸发段（1?3）、低温冷凝段（2?3）组成低温相变传热结构，每一组相变传热结构为一个封闭的循环系统；所述温差发电模块由高温热电材料热端（3?1）、高温热电材料（4?1）和高温热电材料冷端（5?1）组成高温发电模块，由中温热电材料热端（3?2）、中温热电材料（4?2）、中温热电材料冷端（5?2）组成中温发电模块，由低温热电材料热端（3?3）、低温热电材料（4?3）、低温热电材料...

【技术特征摘要】
1.一种半导体温差发电系统，包括相变传热结构和温差发电模块，其特征在于，所述相变传热结构由高温蒸发段(1-1 )、高温冷凝段(2-1)组成高温相变传热结构，由中温蒸发段(1-2)、中温冷凝段(2-2)组成中温相变传热结构，由低温蒸发段(1-3)、低温冷凝段(2-3)组成低温相变传热结构，每一组相变传热结构为一个封闭的循环系统； 所述温差发电模块由高温热电材料热端(3-1 )、高温热电材料(4-1)和高温热电材料冷端(5-1)组成高温发电模块，由中温热电材料热端(3-2)、中温热电材料(4-2)、中温热电材料冷端(5-2 )组成中温发电模块，由低温热电材料热端(3-3 )、低温热电材料(4-3 )、低温热电材料冷端(5-3 )组成低温发电模块； 所述高温蒸发段(1-1 )、中温蒸发段(1-2)和低温蒸发段(1-3)按照尾气温度由高到低依次放置在尾气通道(6)中；所述高温热电材料热端(3-1)、中温热电材料热端(3-2)、低温热电材料热端(3-3 )和高温热电材料(4-1)、中温热电材料(4-2 )、低温热电材料(4-3 )及热电材料冷端(5)组成的高温、中温和低温温差发电模块分别设置在对应的高温冷凝段(2-1)、中温冷凝段(2-2)或者低温冷凝段(2-3)之间，热电材料冷端的外部设置有冷却通道(9);所述高温、中温和低温温差发电模块每两块与一个冷却通道为一组，每个冷凝段之间设置有两组； 所述高温相变传热结构与高温热电材料的工作温度通常在400 500°C，选用正常沸点在此区间中且汽化潜热较高的工质，壳体材料选用不锈钢板，高温热电材料选用此温度区间中优值系数高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世学，张星，鲁池，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：