如何利用热能发电

温差半导体发电技术，它的工作原理是在两块不同性质的半导体两端设置一个温差，于是在半导体上就产生了直流电压。温差半导体发电有着无噪音、寿命长、性能稳定等特点。

概念：

所谓热电发电就是将热能直接转变成电能，通过高温与低温的温差产生的热将移动的热能转变成电能，使其发电。地球上任何的地方均存在温差，可以说有无限的利用前景。其应用领域可以从家庭直至整个地球，可利用的热源温度范围为—200℃~+2000℃。

热电发电的原理：

如图所示，使用P型和N型结合的半导体元件发电。如将器件的一侧维持在低温，另一侧维持在高温，这样，器件高温侧就会向低温侧传导热能并产生热流。

即热能从高温侧流入器件内，通过器件将热能从低温侧排出时，流入器件的一部分热能不放热，并在器件内变成电能。作为电力从外部的负荷取出，通过连接多个这样的元件便可获取更多的电能。

1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，发现一个接头变热，另一个接头变冷。这说明两种不同材料组成的电回路在有直流电通过时，两个接头处分别发生了吸放热现象。这就是热电制冷的依据。半导体材料具有较高的热电势可以成功地用来做成小型热电制冷器。图1示出N型半导体和P型半导体构成的热电偶制冷元件。用铜板和铜导线将N型半导体和P型半导体连接成一个回路，铜板和铜导线只起导电的作用。此时，一个接点变热，一个接点变冷。如果电流方向反向，那么结点处的冷热作用互易。

热电制冷器的产冷量一般很小，所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强，简单方便冷热切换容易，非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。

热电制冷的理论基础是固体的热电效应，在无外磁场存在时，它包括五个效应，导热、焦耳热损失、西伯克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应。

一般的冷气与冰箱运用氟氯化物当冷媒，造成臭氧层的被破坏.无冷媒冰箱(冷气)因而是环境保护的重要因素.利用半导体之热电效应，可制造一个无冷媒的冰箱。

这种发电方法是将热能直接转变成电能，其转变效率受热力学第二定律即柯诺特效率(Carnotefficiency)的限制.早在1822年西伯即已发现，因而热电效应又叫西伯效应(Seebeckeffect)。

温差电效应主要有赛贝克效应、帕尔贴效应、汤姆逊效应。目前来讲主要应用前两个效应，赛贝克效应应用在半导体温差发电技术上面，而帕尔贴效应应用在半导体致冷。

温差电制冷：做一些红酒柜、啤酒机、小冰箱之类的，由于其制冷效果没有压缩机制冷效果好，并且最好的制冷温度也在0度左右，所以还不能取代冰柜、冰箱。

温差发电：可以做一些热水发电，汽车尾气发电，还有一些工业废热发电，这些只能在实验室研究，目前转换效率较低，还不能应有到实际当中。国外报道最大转换效率可以达到14%，但是国内的还不能达到这个标准，也在7%左右。

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