蒸發(fā)端，如此循環(huán)，源源不斷地將熱量從一端傳導(dǎo)到另一端。因此，將熱管作為溫差發(fā)電片冷端的導(dǎo)熱部件，可以迅速將冷端熱量傳導(dǎo)出去，從而有效保持發(fā)電片兩端的溫差。由于熱管內(nèi)部氣液循環(huán)的動力是毛細(xì)引力，因此熱管還具有熱流方向的可逆性，即熱管的任意一端受熱就可以作為蒸發(fā)端，而另一端向外散熱就成為冷凝端，巧妙利用這一特點，就可以實現(xiàn)不同溫差發(fā)電片在不同時段進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)而實現(xiàn)晝夜溫差發(fā)電。
[0036]溫差發(fā)電片的工作原理為:溫差發(fā)電片分為冷端和熱端，當(dāng)熱端所在環(huán)境的溫度高于冷端所在環(huán)境溫度時，則溫差發(fā)電片將會產(chǎn)生電流。
[0037]定義集熱裝置與第一溫差發(fā)電片連接，儲能裝置與第二溫差發(fā)電片連接
[0038]則該裝置工作過程為:白天照射，則此時集熱裝置所在的一端為熱管的蒸發(fā)端，儲能裝置所在的一端為熱管的冷凝端。集熱裝置吸收來自太陽能的熱量，并通過第一溫差發(fā)電片傳輸至熱管中，此時，由于外界的熱量高于熱管腔體內(nèi)部的溫度，故存在溫差，則會產(chǎn)生電流。同時，根據(jù)熱管工作原理，蒸發(fā)端中的部分液體在受熱后汽化成氣體并移動至熱管冷凝端，熱管冷凝端將由蒸發(fā)端傳來的氣體液化冷凝成液體，由于吸液芯能夠產(chǎn)生毛細(xì)引力，故液化后的液體在毛細(xì)引力的作用下牽引回?zé)峁苷舭l(fā)端。然而，在液化冷凝的過程中，氣體將會釋放出熱量，而此時的儲能裝置將會采集液化冷凝過程中產(chǎn)生的熱量并存儲，用于夜間散蒸發(fā)。
[0039]夜間時，由于白天外界溫度將會通過第一溫差發(fā)電片傳導(dǎo)至熱管冷凝端，被冷凝端的儲能裝置吸收儲存，故此時環(huán)境的溫度將低于儲能裝置的溫度，即第二溫差發(fā)電片冷端溫度低于熱端溫度，故存在溫差，則會產(chǎn)生電流。此時，集熱裝置所在的一端為熱管的冷凝端，儲能裝置所在的一端為熱管的蒸發(fā)端。儲能裝置將會散熱，而此時熱管中蒸發(fā)端中的部分液體在受熱后汽化成氣體并移動至熱管冷凝端，熱管冷凝端將由蒸發(fā)端傳來的氣體液化冷凝成液體，由于吸液芯能夠產(chǎn)生毛細(xì)引力，故液化后的液體在毛細(xì)引力的作用下牽引回?zé)峁苷舭l(fā)端。然而，在液化過程中，氣體將釋放出熱量，而此時的集熱裝置將會采集液化過程中產(chǎn)生的熱量并通過集熱裝置上的翅片散蒸發(fā)至外界。
[0040]將所述集熱裝置6為具有帶翅片的柱體；所述儲能裝置7為筒狀空腔儲熱管；
[0041]如圖3所示，為了提高溫差發(fā)電片與熱管之間的貼合度，在溫差發(fā)電片與熱管I之間裝有一個六邊形金屬導(dǎo)熱筒，該導(dǎo)熱筒的內(nèi)表面與熱管I的形狀相對應(yīng)，外表面與溫差發(fā)電片的形狀相對應(yīng)。
[0042]為了提高熱量的傳導(dǎo)性能，在第一溫差發(fā)電片和第二溫差發(fā)電片上涂滿導(dǎo)熱涂層。
[0043]作為該溫差發(fā)電棒的核心部件，溫差發(fā)電片的選擇和布置至關(guān)重要，溫差發(fā)電片的發(fā)電功率和發(fā)電效率與決定于所用材料的塞貝克系數(shù)，同樣的溫差下，塞貝克系數(shù)越大，發(fā)電量越多。為此，本發(fā)明采用半導(dǎo)體作為溫差發(fā)電片材料，以提高發(fā)電量。
[0044]根據(jù)常用固體材料導(dǎo)熱系數(shù)表中的導(dǎo)熱系數(shù)，本發(fā)明采用純銅作為集熱裝置材料，以提高導(dǎo)熱率。
[0045]為了提高溫差發(fā)電片與熱管之間貼合度，以減小它們之間的熱阻，加強(qiáng)熱傳導(dǎo)的效果，本發(fā)明采用含銀導(dǎo)熱硅脂作為導(dǎo)熱涂層材料。
[0046]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于太陽能的晝夜溫差發(fā)電裝置，其特征在于，包括:熱管(I)、吸液芯(2)、隔離保溫層(3)、第一溫差發(fā)電片(4)、第二溫差發(fā)電片(5)、集熱裝置(6)和儲能裝置(7); 其中，所述熱管(I)為金屬殼體構(gòu)成的封閉空腔；所述熱管(I)金屬殼體的內(nèi)壁布滿吸液芯(2);所述熱管(I)的空腔內(nèi)部裝有液體； 第一溫差發(fā)電片(4)和所述第二溫差發(fā)電片(5)分別套裝在熱管(I)的兩端，且第一溫差發(fā)電片(4)和第二溫差發(fā)電片(5)的冷端與熱管(I)的外表面接觸，第一溫差發(fā)電片(4)和第二溫差發(fā)電片(5)的熱端分別與集熱裝置(6)和儲能裝置(7)的內(nèi)表面接觸；集熱裝置(6)套裝在其中一個溫差發(fā)電片上，儲能裝置(7)套裝在另一個溫差發(fā)電片外部；隔離保溫層(3)將相鄰近的兩塊溫差發(fā)電片之間包覆。2.如權(quán)利要求1所述的晝夜溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述集熱裝置(6)為具有帶翅片的柱體；所述儲能裝置(7)為筒狀空腔儲熱管。3.如權(quán)利要求1所述的晝夜溫差發(fā)電裝置，其特征在于，在溫差發(fā)電片與熱管(I)之間裝有一個六邊形金屬導(dǎo)熱筒(9)，該導(dǎo)熱筒的內(nèi)表面與熱管(I)的形狀相對應(yīng)，外表面與溫差發(fā)電片的形狀相對應(yīng)。4.如權(quán)利要求1所述的晝夜溫差發(fā)電裝置，其特征在于，在第一溫差發(fā)電片和第二溫差發(fā)電片上涂覆導(dǎo)熱涂層。5.如權(quán)利要求1所述的晝夜溫差發(fā)電裝置，其特征在于，采用半導(dǎo)體作為溫差發(fā)電片材料。6.如權(quán)利要求1所述的晝夜溫差發(fā)電裝置，其特征在于，采用純銅作為集熱裝置材料。7.如權(quán)利要求4所述的晝夜溫差發(fā)電裝置，其特征在于，采用含銀導(dǎo)熱硅脂作為導(dǎo)熱涂層材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于太陽能的晝夜溫差發(fā)電裝置。本發(fā)明利用熱管中液體的相變，進(jìn)而實現(xiàn)熱管兩端溫度的差別，通過利用溫差發(fā)電片的發(fā)電原理，實現(xiàn)回路能夠產(chǎn)生電流的效果。避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用以油作為儲熱材料而導(dǎo)致發(fā)生泄漏和儲熱效果不佳的情況發(fā)生。同時，本發(fā)明采用的散熱方法是采用具有帶翅片的集熱裝置，通過增加與外界的接觸面積，進(jìn)而實現(xiàn)散熱功能，并非現(xiàn)有技術(shù)中采用液體流動的方式進(jìn)行散熱的，減小了使用環(huán)境受限的因素。
【IPC分類】H02N11/00
【公開號】CN105099277
【申請?zhí)枴緾N201510543277
【發(fā)明人】竇麗華, 代鳳馳, 陳杰, 鄧方, 關(guān)勝盤, 呂建耀, 徐建萍, 周睿
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月28日