本實(shí)用新型涉及發(fā)電裝置，具體涉及余熱發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

隨著建設(shè)“資源節(jié)約型”和“環(huán)境友好型”社會(huì)的深入，節(jié)能、環(huán)保成為社會(huì)的熱點(diǎn)問題。如何充分利用低品位能源、余熱、廢熱能源具有重要的意義。目前，我國(guó)各種工業(yè)余熱、廢熱等低品位熱能沒有得到充分、有效利用。

為此，期望尋求一種技術(shù)方案，以至少減輕上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種能充分有效利用余熱、廢熱的余熱發(fā)電裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。

一種余熱發(fā)電裝置，包括：

發(fā)電模塊，其包括至少一個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元，該P(yáng)N結(jié)發(fā)電單元包括由P型半導(dǎo)體材料制成的第一電偶臂及一端與所述第一電偶臂的一端電氣連接的由N型半導(dǎo)體材料制成的第二電偶臂；

熱端，其由所述第一、二電偶臂電氣連接的那端形成；

熱端傳熱件，其設(shè)置于所述熱端，其與熱源連接；

冷端，其由所述第一、二電偶臂的另一端形成；以及

散熱件，其設(shè)置于所述冷端。

所述發(fā)電模塊包括多個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元，這些PN結(jié)發(fā)電單元串聯(lián)形成多個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元組，該多個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元組彼此并聯(lián)。

所述熱源為核能發(fā)電余熱、火電發(fā)電余熱及取暖發(fā)電余熱中至少一種。

所述P型半導(dǎo)體材料為含有BiTe合金的半導(dǎo)體材料。

所述N型半導(dǎo)體材料為含有BiTe合金的半導(dǎo)體材料。

還包括促進(jìn)所述散熱件散熱的風(fēng)機(jī)或水冷設(shè)備。

所述PN結(jié)發(fā)電單元采用704固化橡膠進(jìn)行固化處理。

所述發(fā)電模塊的外部由絕熱材料包覆，其內(nèi)部的間隙之間填充絕熱材料。

還包括將不穩(wěn)定的直流電能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電能的穩(wěn)壓模塊。

所述穩(wěn)壓模塊為美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的串聯(lián)集成穩(wěn)壓器LM317。

本實(shí)用新型具有下述有益技術(shù)效果。

本實(shí)用新型將熱源的熱能傳遞給熱端傳熱件，熱端傳熱件再將熱能傳遞給熱端，冷端由散熱件散熱，冷端與熱端之間產(chǎn)生溫差，從而使發(fā)電模塊產(chǎn)生電流輸出。本實(shí)用新型能夠利用40-180攝氏度的余熱、廢熱等低品位熱能發(fā)電，余熱、廢熱利用率高，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無運(yùn)動(dòng)部件故壽命長(zhǎng)。

附圖說明

圖1示意性示出本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型的PN結(jié)發(fā)電單元組的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為能詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)特征及功效，并可依照本說明書的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)一步說明。

圖1示例性示出本實(shí)用新型涉及的眾多余熱發(fā)電裝置中的一種余熱發(fā)電裝置的實(shí)施例。該余熱發(fā)電裝置包括發(fā)電模塊1、熱端、熱端傳熱件3、冷端及散熱件5。

發(fā)電模塊1包括至少一個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元，該P(yáng)N結(jié)發(fā)電單元包括由P型半導(dǎo)體材料制成的第一電偶臂11及一端與第一電偶臂11的一端由金屬片2電氣連接的由N型半導(dǎo)體材料制成的第二電偶臂12。

在一些實(shí)施例中，P型半導(dǎo)體材料為含有BiTe合金的半導(dǎo)體材料。N型半導(dǎo)體材料為含有BiTe合金的半導(dǎo)體材料。例如，使用機(jī)械合金化法成功制備BiTe粉體材料，電鏡觀察表明顆粒尺寸比較均勻，在此基礎(chǔ)上采用冷壓燒結(jié)法制備得到含Bi2Te3合金的N型和P型半導(dǎo)體材料，測(cè)試其低溫下的熱電性能，其中P型BiTe合金功率因子在室溫附近達(dá)到最大值為4.7x10^－3W·K^－2m^－1 。

熱端由第一、二電偶臂11、12電氣連接的那端形成。

熱端傳熱件3設(shè)置于熱端，其與熱源（圖中未示出）連接。熱端傳熱件3將熱源的熱能傳遞給熱端。在一些實(shí)施例中，熱源為核能發(fā)電余熱、火電發(fā)電余熱及取暖發(fā)電余熱中至少一種。

冷端由第一、二電偶臂11、12的另一端形成。

散熱件5設(shè)置于冷端，散熱件5用于對(duì)冷端散熱，降低冷端的溫度，能起到增大熱端與冷端之間溫差的作用，進(jìn)而提高余熱、廢熱利用率。

一并參見圖2，在一些實(shí)施例中，發(fā)電模塊1包括多個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元，這些PN結(jié)發(fā)電單元通過金屬片4串聯(lián)形成多個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元組，該多個(gè)PN結(jié)發(fā)電單元組彼此并聯(lián)。這樣既可以提供穩(wěn)定的電壓，又可以提供較大的電流，同時(shí)在一定程度上減小發(fā)電組件的整體內(nèi)阻，提高負(fù)載能力。

在一些實(shí)施例中，本實(shí)用新型還包括促進(jìn)散熱件3散熱的風(fēng)機(jī)或水冷設(shè)備（圖中未示出），當(dāng)采用風(fēng)機(jī)，還方便使散熱件3散出的熱能通過管道引至熱源再熱后再利用。當(dāng)采用水冷設(shè)備，還方便使散熱件3散出的熱能通過管道引至熱源再熱后再利用。

在一些實(shí)施例中，PN結(jié)發(fā)電單元采用704固化橡膠進(jìn)行固化處理。固化的目的是使發(fā)電模塊1的第一、二電偶臂11、12與外界空氣完全隔離，又能起防潮的作用，可提高元件壽命約50%。

在一些實(shí)施例中，發(fā)電模塊1的外部由絕熱材料包覆，其內(nèi)部的間隙之間填充絕熱材料。這樣不僅可以起到隔熱的作用，還可減少發(fā)電模塊1向周圍的熱量流失，相對(duì)增加了通過發(fā)電模塊1中第一、二電偶臂11、12傳導(dǎo)的熱量，同時(shí)可減少冷、熱端的溫度相互影響。

為了減少熱阻，并使熱量均勻地在熱端上散開，在安裝時(shí)，先用無水酒精棉將用于容納發(fā)電模塊1的兩個(gè)陶瓷面（圖中未示出）以及相接觸的鋁片一面擦干凈，然后在上面均勻涂上一層很薄的導(dǎo)熱硅脂，并防止硅脂流入模塊的周圍和側(cè)面。

本實(shí)用新型的電能通過端子6、7輸出。

但是由于溫差的不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的電壓不穩(wěn)定，無法給充電設(shè)備提供正常的供電電壓，因而必須對(duì)產(chǎn)生的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理，然后方可利用穩(wěn)定的電壓。穩(wěn)壓模塊8將不穩(wěn)定的直流電能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電能。穩(wěn)壓模塊8選用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的串聯(lián)集成穩(wěn)壓器LM317。本實(shí)用新型還包括充電模塊9，用于將電能通過充電電路給設(shè)備進(jìn)行充電。充電模塊9采用電池充電管理芯片TP4056。

需要說明的是，上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何適合的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再進(jìn)行描述。

上面參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，是說明性的而不是限制性的，在不脫離本實(shí)用新型總體構(gòu)思下的變化和修改，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。