影响温差发电效率的因素有哪些,与温差大小有关吗

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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。

因为半导体材料问题,目前的半导体温差发电效率(民用)一般为4-8%左右,这意味这向发电片供应1000W热量(而且是以秒算)才能产生50W电量,经过升降压后实际电量只有42-48W,这里面还有个前提就是--冷热端温差至少要达到120度以上才有实际意义。

目前商用的半导体发电基本上集中在500-1000度的高温(300度温差以上),低温应用不多。

对于环境温度,如果用半导体温差器件来发电,暂时来说经济效益非常非常低。如冷热环境的温差达到50度,可以考虑通过有机工质作热传导的汽轮机发电,可以参考海水温差发电的应用。但费用投入很大,需要专业知识才行。

温差热发电技术是利用高、低温热源之间的温差

采用低沸点工作流体作为循环工质,在朗肯循环( Rankine Cycle,RC) 基础上,用高温热源加热并蒸发循环工质产生的蒸汽推动透平发电的技术,其主要组件包括蒸发器、冷凝器、涡轮机以及工作流体泵;

通过高温热源加热蒸发器内的工作流体并使其蒸发,蒸发后的工作流体在涡轮机内绝热膨胀,推动涡轮机的叶片而达到发电的目的,发电后的工作流体被导入冷凝器,并将其热量传给低温热源,因而冷却并再恢复成液体,然后经循环泵送入蒸发器,形成一个循环。

以上内容参考:百度百科-温差发电


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