一種熱電換能器及基于該熱電換能器的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱電換能器，包括P部件、N部件以及設(shè)置于P部件及N部件端面上的電極；所述P部件通過黃鐵礦粉料制作而成，黃鐵礦粉料的熱電系數(shù)為正值；所述N部件通過方鉛礦粉料制作而成，方鉛礦粉料的熱電系數(shù)為負值。本發(fā)明還提供了一種發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所述的熱電換能器的熱電轉(zhuǎn)換效率高，本發(fā)明所述的發(fā)電路結(jié)構(gòu)可以加快路面的降溫速度，提高路面的路用性能，并且可將路面的熱能轉(zhuǎn)換為電能，緩解現(xiàn)有的能源問題。
【專利說明】一種熱電換能器及基于該熱電換能器的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路領(lǐng)域，具體涉及一種熱電換能器及基于該熱電換能器的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有環(huán)境和能源問題日益嚴峻，能源短缺已受到人們的高度關(guān)注，為解決這一問題，人們把目光大量投向開發(fā)可具有發(fā)電功能的浙青路面。
[0003]目前對發(fā)電路面的研究已取得了不少成果，但通常是將壓電晶體、液體可變形體等埋設(shè)到路面中，或者利用切割磁感線。這些技術(shù)很難保證壓電晶體在路面施工時不被破壞，且不易重復利用，同時利用切割磁感線的發(fā)電路面，在發(fā)電電棒布設(shè)時，會對路面造成一定程度的破壞，降低路面使用性能。
[0004]以上研究成果，多是針對浙青路面所承受的荷載而言，忽略了浙青混凝土的熱能儲量優(yōu)勢，浙青作為一種吸熱材料，比水泥路面及土壤、植被可吸收更多的熱量，且反射率小，蒸發(fā)耗熱少，熱量傳導快，而輻射散失熱量較慢，尤其夏季，更加劇了路面的“熱島效應(yīng)”。且路面持續(xù)高溫可造成浙青混凝土的承載能力下降，降低路面路用性能。近年來，已有學者提出在浙青混凝土路表面涂布一層降溫材料或在浙青混凝土中添加可降溫材料，這些雖能收獲一定功效，但浙青混凝土仍能吸收較多熱量并且路面降溫速度緩慢，同時不能將路面吸收的熱量進行有效的利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種熱電換能器及基于該熱電換能器的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，該熱電換能器的熱電轉(zhuǎn)換效率高，該發(fā)電路結(jié)構(gòu)可以加快路面的降溫速度，提高路面的路用性能，并且可將路面的熱能轉(zhuǎn)換為電能，緩解現(xiàn)有的能源問題。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明所述的熱電換能器包括P部件、N部件以及設(shè)置于P部件及N部件端面上的電極；
[0007]所述P部件通過黃鐵礦粉料制作而成，黃鐵礦粉料的熱電系數(shù)為正值；
[0008]所述N部件通過方鉛礦粉料制作而成，方鉛礦粉料的熱電系數(shù)為負值。
[0009]所述黃鐵礦粉料內(nèi)摻雜有電氣石粉料，其中電氣石粉料與黃鐵礦粉料的比例為
1:1?1: 3，電氣石粉料的熱電系數(shù)為正值。
[0010]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，包括上面層、下面層、蓄電池以及若干熱電換能器，上面層設(shè)于下面層的上部，熱電換能器的上下兩端分別嵌入于上面層及下面層內(nèi)，蓄電池及所有熱電換能器依次組成了一個串聯(lián)回路。
[0011]所述上面層為熱供應(yīng)源的浙青混凝土層；
[0012]所述下面層為熱能消耗的浙青混凝土層。
[0013]所述熱電換能器的一半內(nèi)嵌于上面層內(nèi)，熱電換能器的另一半內(nèi)嵌于下面層內(nèi)。[0014]所述上面層的厚度為3cm~5cm ；
[0015]所述下面層的厚度為5cm~7cm。
[0016]所述熱電換能器沿上面層及下面層形成的溫度梯度方向布置。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]本發(fā)明所述的熱電換能器以黃鐵礦粉料、電氣石粉料及方鉛礦粉料為原材料制作而成，成本低，并且制備的熱電換能器的熱電轉(zhuǎn)換效率高，同時黃鐵礦粉料、電氣石粉料及方鉛礦粉料無污染，且具有較高的機械化學穩(wěn)定性，無飽和極限，可持續(xù)循環(huán)使用。本發(fā)明所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)包括上面層、下面層及熱電換能器，熱電換能器的兩端分別內(nèi)嵌于上面層及下面層內(nèi)，熱電換能器將路面吸收的熱量轉(zhuǎn)換為電能，并通過蓄電池進行存儲，可以有效的緩解環(huán)境及能源問題，同時降低路面的“熱島效應(yīng)”，加速路面溫度的降低，減少行車荷載破壞，延長路面使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中，I為上面層、2為下面層、3為熱電換能器、4為蓄電池。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0022]參考圖1，本發(fā)明所述的熱電換能器包括P部件、N部件以及設(shè)置于P部件及N部件端面上的電極；所述P部件通過黃鐵礦粉料制作而成，黃鐵礦粉料的熱電系數(shù)為正值；所述N部件通過方鉛礦粉料制作而成，其中方鉛礦粉料的熱電系數(shù)為負值，黃鐵礦粉料內(nèi)摻雜有電氣石粉料，其中電氣石粉料與黃鐵礦粉料的比例為1:1~1: 3，電氣石粉料的熱電系數(shù)為正值。
[0023]本發(fā)明所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)包括上面層1、下面層2、蓄電池4以及若干熱電換能器3，上面層I設(shè)于下面層2的上部，熱電換能器3的上下兩端分別嵌入于上面層I及下面層2內(nèi)，蓄電池4及所有熱電換能器3依次組成了一個串聯(lián)回路，上面層I為熱供應(yīng)源的浙青混凝土層；所述下面層2為熱能消耗的浙青混凝土層，熱電換能器3的一半內(nèi)嵌于上面層I內(nèi)，熱電換能器3的另一半內(nèi)嵌于下面層2內(nèi)。所述上面層I的厚度為3cm~5cm ;所述下面層2的厚度為5cm~7cm,熱電換能器3沿上面層I及下面層2形成的溫度梯度方向布置。
[0024]以下將通過五個實施例來研究P部件及N部件的性能:
[0025]實施例1對N部件進行研究，N部件以方鉛礦粉料為原料制作而成，經(jīng)檢測其性能指標如下:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種熱電換能器，其特征在于，包括P部件、N部件以及設(shè)置于P部件及N部件端面上的電極； 所述P部件通過黃鐵礦粉料制作而成，黃鐵礦粉料的熱電系數(shù)為正值； 所述N部件通過方鉛礦粉料制作而成，方鉛礦粉料的熱電系數(shù)為負值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電換能器，其特征在于，所述黃鐵礦粉料內(nèi)摻雜有電氣石粉料，其中電氣石粉料與黃鐵礦粉料的比例為1:1?1: 3，電氣石粉料的熱電系數(shù)為正值。
3.一種發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，基于權(quán)利要求1所述的熱電換能器，其特征在于，包括上面層(I)、下面層(2)、蓄電池(4)以及若干熱電換能器(3)，上面層(I)設(shè)于下面層(2)的上部，熱電換能器(3)的上下兩端分別嵌入于上面層(I)及下面層(2)內(nèi)，蓄電池(4)及所有熱電換能器⑶依次組成了一個串聯(lián)回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述上面層(I)為熱供應(yīng)源的浙青混凝土層； 所述下面層(2)為熱能消耗的浙青混凝土層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱電換能器(3)的一半內(nèi)嵌于上面層(I)內(nèi)，熱電換能器(3)的另一半內(nèi)嵌于下面層(2)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述上面層⑴的厚度為3cm?5cm ； 所述下面層⑵的厚度為5cm?7cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱電換能器(3)沿上面層(I)及下面層(2)形成的溫度梯度方向布置。
【文檔編號】H02N11/00GK103790089SQ201410029954
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】王朝輝, 李彥偉, 鄭晨, 趙永禎, 石鑫, 劉志勝 申請人:長安大學