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・

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