热电发电机模块制造技术

本文描述了一种热电发电机模块以及用于构建该热电发电机模块的方法。所述热电发电机模块包括：位于吸热构件表面上的多个热电板；以及包住所述吸热构件的散热区。将所述热电模块与其他热电发电机模块串联连接以有利于发电。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本文描述了一种热电发电机模块以及用于构建该热电发电机模块的方法。所述热电发电机模块包括：位于吸热构件表面上的多个热电板；以及包住所述吸热构件的散热区。将所述热电模块与其他热电发电机模块串联连接以有利于发电。【专利说明】热电发电机模块
本公开一般性涉及一种有利于高效发电的热电发电机模块。
技术介绍
热电材料为清洁能源应用提供了一种前景很好的固态解决方案。热电发电机(或者热发电机)采用热电材料以使用热电效应将热能直接转换成电能。对于捕获等量的能源而言，热电发电机在构造上要比传统的太阳能电池板更廉价。然而，由于缺乏高效、廉价的热电模块化设计，导致热电发电机迄今除了在利基应用(niche application)中以外还未能显著影响到大规模的能量产生。上述
技术介绍
仅旨在提供有关热电发电机的背景信息的概述，而并非意为穷尽性的。基于查阅下文详细说明的各种非限制性实施例的一个或多个，另外的背景会变得显而易见。
技术实现思路
下面提出本说明书的简要概述，以便于提供对本说明书一些方案的基本理解。该概述并非本说明书的粗泛概览。其既非旨在确定本说明书的核心或关键要素，也非旨在界定本说明书特定实施例的任意范围或者权利要求的任意范围。其目的仅在于作为稍后呈现的更详细说明的前序，而以简化的形式提出本说明书的一些概念。根据一个或多个实施例以及相应的公开，描述了关于热电发电机模块的多个非限制性方案。在一个实施例中，描述了一种热电发电机模块。该热电发电机模块包括位于吸热构件表面上的多个热电板。该热电发电机模块还包括包住吸热构件的散热区。根据另一实施例，描述了一种用于构建热电发电机模块的方法。该方法包括在吸热构件的表面上安装多个热电板。该方法还包括将吸热构件和多个热电板插入到散热套中。在再一个实施例中，描述了一种热电串。该热电串包括串联连接的多个热电模块。在所述热电串中，所述多个热电模块的至少之一包括:吸热构件；位于吸热构件表面上的多个热电板；以及包住吸热构件的散热区。下面的描述和附图提出了本说明书的多个特定的示意性方案。然而，这些方案仅显示了本说明书多个实施例可采用的几个方式。从结合附图考虑的本说明书的以下详细描述中，本说明书的其他方案将变得明显。【专利附图】【附图说明】在结合说明书附图的下文详细描述中提出了数个方案和实施例，附图中类似的附图标记在全文中表示类似的部件，且其中:图1为根据非限制性实施例的示例性热电发电机模块的示意性图示；图2为根据非限制性实施例的可利用于热电发电机模块中的示例性热电发电机的示意性图示；图3为根据非限制性实施例的吸热构件的示例性空腔的示意性图示；图4为根据非限制性实施例的功率回收棒(power recovery rod)的示意性图示；图5为根据非限制性实施例的一连串的热电发电机模块的示意性图示；图6为根据非限制性实施例的位于安装架中的一连串的热电发电机模块的示意性图示；图7为根据非限制性实施例的热电发电机模块阵列的示意性图示；图8为根据非限制性实施例的用于构建热电发电机模块的方法的处理流程图；图9为根据非限制性实施例的用于构建具有带有空腔的吸热构件的热电发电机模块的处理流程图；图10为根据非限制性实施例的用于形成热电串的方法的处理流程图。【具体实施方式】本公开的各个方案或特征将参照附图加以说明，其中贯穿始终使用相同的附图标记表示相同的元件。在该说明书中，陈述了数个具体细节以便于提供对本公开的彻底理解。然而，应当理解的是，本公开的某些方案可无需这些具体细节或者用其他方法、组件、模块等来实践。在其他示例中，公知的结构和装置是以框图的形式示出，以有利于各实施例的说明和示意。根据一个或多个实施例，这里描述的是一种高效、廉价的热电发电机模块。该热电发电机模块在有限的空间中高效地产生电力。现在参照附图，首先参见图1，示出一种非限制性示例性的热电发电机模块100。该热电发电机模块100包括位于吸热构件104表面上的多个热电板102。热电发电机模块100还包括散热区106，其包住吸热构件104。如图2所示，热电发电机200包括由电性串联且热性并联连接的η型材料202和P型材料204形成的热电偶。热电发电可以是基于塞贝克效应而进行的:热被输入至热接点206且被由元件208a、208b限定的冷接点排斥，且在η型和ρ型热电偶材料202、204的两端产生电压。图1的热电发电机模块100的运行类似于图2的热电发电机200。散热区106作为由元件208a和208b限定的冷接点；吸热构件104作为热接点206 ;并且多个热电板102作为热电偶，多个热电板102中的每个都具有电性串联连接且热性并联连接的η型材料202和P型材料204。散热区106可以是由至少一种有利于散热(以及有利于产生由元件208a和208b限定成的冷接点)的散热材料制成的散热套。吸热构件104可由至少一种有利于吸热(以及有利于产生热接点206)的吸热材料制成。一个或多个热电板102可位于吸热构件104的每个表面上(例如，如果吸热构件104具有四个表面，则一个或多个热电板102位于四个表面中的每一个上)。根据一个实施例，热电发电机模块100包括位于吸热构件104 —个或多个表面上的热电板102的阵列。热电板102的阵列可有利于电能的生成。在一个实施例中，所述热电板102的阵列可包括四十个或更多个热电板102。多个热电板102的至少之一是由“良好的”热电材料制成。虽然所有材料都具有非零的热电效应，诸如塞贝克效应(响应于温差而产生电能)、珀尔帖效应(响应于施加的电流而产生热能)、和/或汤普森效应(用温度梯度加热/制冷导体)，但大多数材料的热电效应常常都太小以致无益于诸如热电发电机等应用。“良好的”热电材料是这样的材料，其具有:至少预定的导电率(例如，相对较高的导电率)以维持较低(例如，最小化)的阻性焦耳加热(resistive Joule heating)(由抵抗电流流经热电材料而导致的温度升高),至少预定的塞贝克系数以用于较高(例如最大化)的从热到电力的转换(或者最大化从电力到冷却的性能)，和/或至多预定的热传导率(例如相对较低的热传导率)以防止经由该材料的热传导。导电率、塞贝克系数以及热传导率通常被组合成单个度量值，品质因数(Z)。Z被定义为:Z= σ S2/ λ其中S为材料的塞贝克系数(Volt/Kelvin，也即为伏特/开尔文)，λ为热传导率(如1:1:/(111 6七61'*1(61￥；[11),也即为瓦特/(米*开尔文)))，以及ο为导电率(Ampere/(Voltameter),也即为安培/ (伏特*米))。由于Z具有KelvirT1的单位，因此定义一个更有用的无量纲品质因数(Z*T)来评估材料的热电表现的性能。T为以Kelvin为单位的平均工作温度。材料的效率(诸如最大的功率转换效率或最大的性能制冷系数等)与ZT (Z*T)成比例。当材料在较高温度T具有较大的Z时效率最大化或接近最大。虽然对于Z没有已知的限制，但实际上，由于大多数材料中导电率和热传导率的内在耦合而使得一直都难以实现较高的ZT值。在具有较大Z的材料中，导电率O较高使得阻性焦耳加热最小化，和/或热传导率λ较低使得散热区106与吸热构件104之间维持在较大的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电发电机模块，包括：多个热电板，其位于吸热构件的表面上；以及散热区，其包住所述吸热构件。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中介，华礼生，梁以德，
申请(专利权)人：香港城市大学，
类型：发明
国别省市：