温差发电的原理

温差发电原理

温度这个名词是因为我们天天听得到，所以不去问什么是温度的实质。温度是指一定环境下物体内分子或原子热运动的速度”比如气温就是指气体分子的运动速度。不过他们的运动是热”运动，没有固定的方向，或者说物体内由于分子相互碰撞，能量相互传递，方向时时因碰撞而改变。故物体内分子运动很快达到同一运动速度状态”

再说温度传递。两片具有温差的物体接近时，有两种方式可以形成热”传递。或者说形成分子运动速度传递。第一是分子碰撞，温度低的速度慢，能量低。温度高的速度快。两者结合再一起，最终形成中和”第二种是热辐射”说到底就是电磁辐射” 只是这种电磁辐射的波长要比可见光长一些，但温度高时发出的辐射就是可见光”了。所以说在空间内电磁辐射”是能量传递的最基本形式。物体只要在绝对零度以上就能向外界发射电磁辐射”线。只是不同物体在不同温度下，电磁辐射的强度不同。温差就是指两种物体在接触时电磁辐射强度有差别。即物体间存在电磁场强度差别，即存在电位差”或者说存在电动势”导线可以理解为等势体”这样温度不同的物体间接一导线，有电流”产生就好理解了。温差发电”就不奇怪了。

温差发电将热能直接转化为电能，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一一它甚至能利用人的体热，为各种便携式设备供电，真正做到，变废为宝？。”华东理工大学机械工程学院涂善东教授、栾伟玲副教授认为，温差电技术正重新成为全球研究的热点，值得我国科学技术研究部门的重视。

就温差电技术的机理、该领域最新研究进展、进行推广应用的紧迫性和当前可能取得进展的突破点等问题，两位从事能源材料与设备技术研究的专家接受了本报记者的专访。

Seebeck 效应

温差发电通过热电转换材料得以实现，而检定热电转换材料的标志，在于它的三个基本效应：Peltier效应、Seebeck效应和Thomson效应。”栾伟玲副教授说，正是这三个效应，奠定了热力学中热电理论的基础，也为热电转换材料的实际应用展示了广阔前景。其中，Seebeck效应是温差发电的基础。

1821年，德国人Seebeck发现，在两种不同金属（锑与铜）构成的回路中，如果两个接头处存在温度差，其周围就会出现磁场，又通过进一步实验发现回路中存在电动势。这一效应的发现，为测温热电偶、温差发电和温差电传感器的制作奠定了基础。

栾伟玲介绍，热电转换材料直接将热能转化为电能，是一种全固态能量转换方式，无需化学反应或流体介质，因而在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点，在军用电池、远程空间探测器、远距离通讯与导航、微电子等特殊应用领域具有无可替代”的地位。在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下，温差电技术更成为引人注目的研究方向。

栾伟玲描述了温差发电的工作原理说，将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于咼温状态，另一端开路并给以低温时，由于咼温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差；如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压，形成一个温差发电机。

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温差发电

温差发电，利用海水的温差进行发电。海洋不同水层之间的温差很大，一般表层水温度比深层或底层水高得多。发电原理是，温水流入蒸发室之后，在低压下海水沸腾变为流动蒸气或丙烷等蒸发气体作为流体，推动透平机旋转，启动交流电机发电; 用过的废蒸气进入冷凝室被海洋深层水冷却凝结，再进行循环。据估算，海洋温差能约15X 10A8千瓦。

建筑物环境温差发电示歳图

注：在北方地区冬孝可以加设置

地热吸收叢置，然后将户外和

户内导热装置互调* 形成地热温

差发电形态.如果使用且前流

行的低压局亮度半导体发光二

极管作为光源，这样的小型装童

基本可以满足楼层的基本照明

供电・

30-5012

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