利用太阳能的半导体温差发电系统

目前家用太阳能发电系统多用铅蓄电池储能,由此带来了成本高、维护频繁、铅污染等问题.本文提出将半导体温差发电技术同太阳能集热技术结合,通过一种廉价、清洁的储能方式利用太阳能,制作了系统模型,进行了实验,并讨论了该系统的可行性.     

具有负反馈特征的光伏-温差联合发电模型与效率分析

太阳能电池输出功率随着温度升高而降低,半导体温差发电模块输出功率随着温差的增大而升高.结合两者输出功率随温度变化的关系,利用烟囱效应巧妙设计了一套具有负反馈作用的光伏 温差联合发电系统,并对其进行了效率和环境分析.结果表明:系统处于稳定工况时,温差模块可以提供输出功率4.3 W,光伏电池比自然冷却方式下的输出功率增加6.9%,系统的光电转换效率增加1.42%,效率达到12.06%,在寿命期内比火力发电减排NOx 9.7 kg、CO2 742.9 kg、SO2 9.6 kg;系统可以有效地控制电池板与环境的温差在22 ℃左右,增加电池板的使用寿命,这对可再生能源的应用具有理论指导意义.     

接触压力对温差发电系统性能的影响

基于自行搭建的温差发电系统性能测试平台,以温度、开路电压、内阻、最大输出功率作为性能参数,研究接触压力对温差发电系统性能的影响规律.研究结果表明:在温差发电系统冷、热端温度均相同的情况下,接触压力增大,则系统开路电压和最大输出功率增大,但增大的幅度随压力的增大而逐渐减小;在温度一定的情况下,接触压力的大小对温差发电片内部的接触电阻影响不大;接触压力对温差发电系统冷、热端温度的瞬态响应特性影响不大,但对系统开路电压的瞬态响应特性影响很大,接触压力增大,则开路电压的瞬态响应速率加快.研究结果证明接触压力对温差发电系统的性能具有显著的影响.     

新型半导体温差发电系统的研究

温差发电可将热能直接转化为电能,即使在只有微小温差存在的情况下也能应用,是适用范围很广的绿色环保型能源。本文研究了半导体温差发电器的基本原理,介绍了一种新型的半导体温差发电模块,对其性能进行了研究,并在此基础上构建了一套小型发电系统。分析了发电模块的不同串并组合矩阵的输出功率,设计了为蓄电池充电的稳压充电电路,并使设计的模块矩阵与蓄电池稳压充电电路匹配,使其输出功率达到最大。     

基于半导体温差发电的电锻煤炉余热回收研究

青铜峡铝业集团电锻煤炉是耗电将煤转化成无烟煤的设备,其排烟温度达到590℃,高温烟气排放导致大量余热的浪费.本文根据半导体温差发电器的特点及其发电性能,研究利用半导体温差发电对电锻煤炉余热的回收利用,并设计计算电锻煤炉的余热发电.     

基于温差发电的汽车电源系统设计

为了减少传统汽车的燃油消耗以及提高汽车电池的使用寿命,通过对温差发电技术的研究,利用汽车燃烧产生的废气热量进行发电,将温差发电系统与传统汽车电源系统进行优化,为汽车的用电设备进行充电,可以有效的减少汽车燃油消耗以及提高车用电池的寿命,同时也达到相应的环保功用。     

热离子-温差热电混合发电模块的优化性能研究

应用非平衡态热力学理论,建立热离子-温差热电混合发电模块的理论模型,导出混合发电模块输出功率和效率的表达式,研究混合发电模块的性能特性和优化性能,确定混合发电模块在最大输出功率和最大效率时的优化条件,给出系统的优化工作区域,对系统的主要性能参数作了详细的讨论,得到一些有益的新结论.所得结果可为实际混合发电系统的设计和优化运行提供理论依据.     

基于发动机冷却系的汽车余热温差发电系统研究

为了对发动机冷却系统中蕴含的高温能量进行回收利用,对基于温差发电的发动机余热发电系统进行设计研究,从而有效地改善汽车燃油的经济性,提高燃油利用率,减少废气、余热排放,对解决我国汽车工业快速发展所带来的环境和能源问题具有研究意义。目前,国内外温差发电系统主要是运用在汽车尾气排放系统上,汽车冷却系的热量尚未充分利用。研究的发动机冷却系余热温差发电系统是利用半导体温差发电材料的塞贝克效应直接将低品位的热能转化为电能而开发的一种新型清洁能源回收技术的系统。     

教学型温差发电演示仪的设计与制作

设计并制作了一种简单的教学型温差发电演示仪。演示仪由水和半导体发电片组成温差发电部分,利用冷水与热水之间的温差发电;由温度表和电压表组成测量部分,研究温差与电势之间的关系;由小风扇、LED和电珠组成效果演示部分。本设计原理简单,结构清晰,演示效果明显。教学实践中也很受学生的喜爱。     

半导体温差发电器件的热力学分析

从稳态的热传导方程出发，对发电器件进行了热力学分析，建立了半导体温差发电器件的基本模型，推导出p型和n型半导体内部的温度分布函数及输出功率和发电效率的表达式，讨论了传统分析中经常忽略的汤姆逊热对发电性能的影响．结果表明，在低温及大温差工况下汤姆逊热对输出功率的影响不能忽略．     

太阳能发电并网系统研究综述

由于太阳电池的主要原料一一硅的储量十分丰富,随着太阳电池研究的快进程和转换效率的不断提高以及其与其相关之系统技术的进展,发电成本已经现快速下降趋势。可以预料,太阳能光伏发电在人类社会的未来发展中必将占据越来越重要的地位。     

基于热管和两级温差发电的船舶余热利用研究

为了对船舶余热进行利用以达到节能的目的,该文结合船舶烟气余热的特点,设计了一种加装在船舶柴油机排烟管上采用热管强化传热的两级温差发电装置。通过建立温差发电有限时间热力学模型,设计了实验系统并搭建实验平台。实验后分析实验数据并验证两级温差发电装置利用余热的可行性。结果表明,在两级温差发电实验装置热端温度为473 K时,其输出功率最大可达到250 W,热效率为5.37%,在相同工况条件下,相比于单级温差发电实验装置4.04%的热效率提高了32%,证明了利用该装置对船舶余热进行回收利用是可行的。     

太阳能发电系统研究

本文分析了太阳能发电的基本原理,介绍了太阳能发电系统的分类,并从系统构成、工作原理及应用情况对两种不同的发电系统的进行了对比分析,总结出太阳能发电系统在未来的发展方向。     

太阳能光伏发电与并网技术的应用解析

在全面贯彻国家碳达峰、碳中和目标达成的背景下,全面推进新型清洁能源广泛应用,成为完成绿色低碳转型的新方向,太阳能光伏发电系统的应用比例也因此大幅度提升。但是由于并网技术未能得到全面提高,以至于出现了电压波动、谐波干扰、孤岛效应等影响光伏发电并网效果的问题。文章结合当前光伏发电项目建设案例和发展趋势,对光伏发电并网技术类型进行分析,同时从储能系统组成结构、主设备选型、升压系统、保护措施与防雷接地等方面探讨了并网技术的应用方案,旨在提高光伏电池组效率,改善逆变器的转换效率,增强入网传输效率,提高光伏并网的应用可靠性与安全性。     

基于户用型太阳能光伏发电并网设备研究

本文针对开发住宅光伏并网发电技术，阐述了并网设备的系统组成、研究内容，对并网控制的关键技术进行了分析和研究，展望了光伏并网发电技术的应用前景。     

温差发电的热力过程研究及材料的塞贝克系数测定

建立了半导体温差发电器件的基本模型；从稳态的热传导方程出发，对发电器件进行了热力学分析，推导出P型和N型半导体内部的温度分布函数及输出功率和发电效率的表达式；测定了一种Bi-Te-Sb-Se半导体热电材料在低温下的塞贝克系数随温度的变化关系，绘制了曲线并进行数值拟合；结果表明，该种半导体热电材料在低温下性能不佳，需改进配方或生产工艺方可使用。     

非均匀温度分布下温差发电阵列拓扑结构优化

利用热电材料实现温差发电技术已成为目前研究热点,但温差发电阵列热端温度分布不均将严重影响系统的输出功率和可靠性。为此,首先针对2×2温差发电阵列,研究其在不同热端温度分布情况下,温差发电阵列内部的连接方式与输出功率和可靠性的关系。其次,提出了一种温差阵列内部连接结构优化方法,通过改变内部连接方式以减少阵列功率损失,提高其可靠性。最后,通过温差实验平台,在不均匀温度下开展了4×4温差发电阵列实验,并与传统串并联阵列、网状阵列和桥型阵列等温差发电阵列进行了输出功率及可靠性比较分析。实验结果表明：在热端温度不一致的情况下,所提出的优化温差发电阵列比传统温差发电阵列可以更好地兼顾温差发电阵列的输出功率与可靠性。     

半导体温差发电装置的设计及其应用

本文针对太阳能、工业余热废热、海洋热能等低品位能源利用率较低的现状，设计了基于半导体温差发电的简易充电装置。并对装置在理论和实际情况下的节能数据进行了分析与对比。通过对装置的分析，进一步表明此多功能装置运行的可行性和经济性。     

太阳能热发电技术在国内外的应用

太阳能发电将来会占据世界能源的重要席位，不但部分替代常规能源，而且成为世界能源供应的主体。本文主要研究了太阳能热发电的应用现状，并对其发展前景和存在的问题进行讨论。