影响温差发电效率的因素有哪些,与温差大小有关吗

影响温差发电效率的因素有哪些,与温差大小有关吗,第1张

温差发电目前来说包括海水温差发电(工质推动汽轮机做功发电)和半导体温差发电片的应用。海水温差发电的话,在冷热海水流速一定的情况下,温差的大小直接影响发电效率。半导体温差发电片应用的话,按照Seebeck效应来说,只要存在温差就能发电,但指的是存在温差电动势,也就是在Seebeck系数不变的情况下,温差越大,温差电动势也就越大,但能否产生对应的理论电量,必须参考热流密度,热流量和冷端的热沉换热系数。半导体温差发电过程中的热力学问题是很复杂的,但可以简单的从物理学角度理解为:向P型半导体热端提供能量(热能),载流子(电子)吸热逸出往冷端扩散和定向移动,从而产生温差电动势和电流。1.在热流密度和冷端的热沉换热系数不变的情况下,温差增大,温差电动势随之增大,但电流下降。2.在温差不变的情况下,增大热流密度(同时加大冷端的热沉换热系数)到一定的值,可提高10%-25%的发电效率(视材料而定)。3.在温差和热流密度不变的情况下,加大冷端的热沉换热系数,电压不变,电流增加。4.电偶臂越长,其内部温度达到平衡所需的时间越长,内阻增大,导致电流变小。5.电偶臂截面面积越大,内阻越小,电流增大。按现在的技术来看,因为材料问题,民用市场能买到的温差发电片的热电转换效率只有4-8%左右,实用性不高。

太阳能光伏发电最低的为太阳能薄膜电板其效率一般在8%~10%左右,中的如单晶或多晶硅电板一般在15%~25%左右。高的如砷化镓电池最高的效率可达30%左右。而半导体温差发电的效率比较低,现在一般在10%以下。

温差发电效率低原因:海水温差低。

海洋温差能与现有的生物化学能和核能相比,不能大规模商业化应用的主要原因是循环热效率低。提高OTEC系统循环热效率最有效的途径是提高冷、温海水的温差,温海水与冷海水的温度差至少要在20℃以上才能实现海洋温差发电。

按海水表面25℃的平均温度计算,5℃左右的冷海水一般取自千米左右的大洋深处,若要继续扩大温差,则深度会更深。

变化:金属中温度不均匀时,温度高处的自由电子比温度低处的自由电子动能大。像气体一样,当温度不均匀时会产生热扩散,因此自由电子从温度高端向温度低端扩散,在低温端堆积起来,从而在导体内形成电场,在金属棒两端便引成一个电势差。这种自由电子的扩散作用一直进行到电场力对电子的作用与电子的热扩散平衡为止。

扩展资料

1856年,汤姆逊利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析,并将本来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。汤姆逊认为,在绝对零度时,帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。

在此基础上,他又从理论上预言了一种新的温差电效应,即当电流在温度不均匀的导体中流过时,导体除产生不可逆的焦耳热之外,还要吸收或放出一定的热量(称为汤姆孙热)。

或者反过来,当一根金属棒的两端温度不同时,金属棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆孙效应(Thomson effect),成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应(thermoelectric effect)。

参考资料来源:百度百科-温差发电

参考资料来源:百度百科-海洋温差发电


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