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《太陽能溫差發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、(與開發(fā)DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2015．02．022太陽能溫差發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀李漾，鄭少華，李偉光(華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東廣州510641)摘要：太陽能溫差發(fā)電技術(shù)作為新興的綠色環(huán)保發(fā)電方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、無噪聲、無污染等特點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。闡述了溫差發(fā)電的基本原理，介紹了國內(nèi)外太陽能溫差發(fā)電研究現(xiàn)狀，并結(jié)合國內(nèi)外研究情況提出了太陽能溫差發(fā)電存在問題。關(guān)鍵詞：太陽能；溫差發(fā)電；發(fā)展現(xiàn)狀中圖分類號：TM913文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009—9492(20
2、15)02—0074—06ResearchStatusofSolarThermoelectricGenerationLIYang，ZHENGShao—hua，LIWei—guang(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，China)Abstract：Asanemergingandenvironmental—friendlypowergenerationtechnolo
3、gy，solarthermalpowergenerationtechnologyhasasimplestructure，nonoise，nopollution，andbroadprospectsfordevelopment．Thispaperdescribesthebasicprinciplesofthermalpowergeneration，introducingthecurrentsituationofsolarthermalpowergenerationresearchathomeandabroad．In
4、thestudyoftheseresearches，problemsofsolarthermalpowergenerationarediscussed．Keywords：solar；thermoelectricpowergeneration；developmentstatus0引言電池生產(chǎn)力為33．75GW，其中太陽能溫差發(fā)電占能源與人類的生存密切相關(guān)，它是提高人民總量的30％n，太陽能溫差發(fā)電技術(shù)發(fā)展方興未生活水平，發(fā)展世界文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前世界艾。能源消費(fèi)以化石資源為主，其中中國等少數(shù)國家1溫差發(fā)電是以煤
5、炭為主，其他國家大部分則是以石油與天1．1溫差發(fā)電基本原理然氣為主。根據(jù)專家預(yù)測，按目前的消耗量，石1821年，德國科學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)當(dāng)把一個由油、天然氣最多只能維持不到半個世紀(jì)，煤炭也兩種不同導(dǎo)體構(gòu)成的閉合回路放于指南針附近，只能維持一二百年，能源危機(jī)迫在眉睫。因此大對該回路某一接點(diǎn)進(jìn)行加熱時，指南針會發(fā)生偏力發(fā)展可再生能源，用可再生能源和原料全面取轉(zhuǎn)。在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)：由兩種不同材料首尾代化石資源是解決能源危機(jī)的重要出路。太陽能相連構(gòu)成的閉合回路中，當(dāng)兩個接點(diǎn)存在溫差作為一種綠色可再生能源，具有儲量豐富、清
6、潔時，回路中會產(chǎn)生的電勢差(將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姯h(huán)保、分布廣泛等特點(diǎn)，是理想的替代能源。溫能)]。這一現(xiàn)象即塞貝克效應(yīng)(如圖1所示)。差發(fā)電技術(shù)是一種基于塞貝克效應(yīng)(Seebeck效溫差發(fā)電利用熱點(diǎn)材料的塞貝克效應(yīng)，將熱應(yīng))的固態(tài)能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、綠色能直接轉(zhuǎn)換為電能。如圖2所示，將P型熱電材料環(huán)保、可靠性高等特點(diǎn)。太陽能溫差發(fā)電是一種(富余空穴材料)和N性熱點(diǎn)材料(富電子材料)利用太陽能的新型發(fā)電方式，據(jù)法國調(diào)查公司兩端分別用優(yōu)良導(dǎo)體連接起來，構(gòu)成一個PN結(jié)，YoleDevelopment研究顯示，201
7、2年全球的太陽能也稱為PN電偶臂。令PN電偶臂一端受熱，一端收稿日期：2014—08—31[三l李漾等：太陽能溫差發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀散熱，即形成熱端和冷端。在熱激發(fā)作用下，PN電偶臂內(nèi)處于熱端的空穴(P型熱電材料)和電子(N型熱電材料)濃度大于冷端，在這種濃度梯度驅(qū)動下，空穴和電子向冷端擴(kuò)散，從而在PN電偶臂兩端形成電勢差。單個PN電偶臂形成的電動勢很小，因此在實際使用中需將多個PN電偶臂相串聯(lián)。4散熱器圖3溫差發(fā)電器結(jié)構(gòu)示意圖早期溫差發(fā)電技術(shù)主要應(yīng)用于航天和軍事等尖端領(lǐng)域。近年來隨著新型熱電材料的發(fā)展及溫差發(fā)
8、電器性能的提高，溫差發(fā)電技術(shù)開始在工業(yè)和民用產(chǎn)業(yè)得到普及。美國的艾維戴爾公司研發(fā)了利用汽車發(fā)動機(jī)廢熱的溫差發(fā)電器，它包括35個熱點(diǎn)模塊，當(dāng)溫度為400K時，發(fā)電功率為l750W。日本的工業(yè)研究所研制成功利用工業(yè)廢圖I塞貝克效應(yīng)原理熱的溫差發(fā)電器，當(dāng)工業(yè)熔爐熱量為200kW時，發(fā)電量可達(dá)4kW。日本精工儀器公司研發(fā)一熱端款利用人體體溫發(fā)電的手表1，其內(nèi)部溫差發(fā)電器層在1K溫差下可產(chǎn)生20
