CN111082707A - 一种建筑墙体温差发电系统 - Google Patents

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temperature difference
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thermoelectric material
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董必钦
王琰帅
邢锋
洪舒贤
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Shenzhen University
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Shenzhen University
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002—Generators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls

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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开一种建筑墙体温差发电系统，涉及热电能源转换技术领域，包括墙体，所述墙体内设置有热电材料层，所述墙体的两侧嵌入有导体，两侧的导体可以通过导线连通；其中，热电材料层可以收集热能并转换为电能或热能等。本发明在墙体内设置热电材料层，当墙体内外存在温差时，热量经过热电材料层，部分热量会被收集并转换为可用的电能，形成循环能源，减少能源消耗，而且实现自动化智能化建筑体。

Description

一种建筑墙体温差发电系统
技术领域
本发明涉及热电能源转换技术领域，特别是涉及一种建筑墙体温差发电系统。
背景技术
我国当前正逢能源高消耗期，全球各国政府也积极开展能源外交。能源的循环利用已经成为未来能源发展的重要方向。热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，其热点能量转换的理论依据主要来源于1823年发现的塞贝克效应和1834年发现的珀耳帖效应。目前，热电发电材料被开发用于空间探索、医用物理学等需要能自身供能且无需照看的电源系统，其应用规模较小，并不能发挥热点材料的重要用途。
因此，亟需提供一种新的建筑墙体温差发电系统，以解决现有技术中所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑墙体温差发电系统，以解决上述现有技术存在的问题，形成循环能源，减少能源消耗，而且实现自动化智能化建筑体。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种建筑墙体温差发电系统，包括墙体，所述墙体内设置有热电材料层，所述墙体的两侧嵌入有导体。
优选的，所述墙体包括墙板，所述热电材料层嵌入所述墙板内。
优选的，所述热电材料层采用热电材料制成。
优选的，所述热电材料采用碲化铋及其合金、碲化铅及其合金或硅锗合金。
优选的，所述墙板采用轻质混凝土材料制成。
优选的，所述热电材料层与所述墙体的体积比为1％-20％。
优选的，还包括有传感器，所述传感器嵌入所述墙体的两边。
优选的，所述所述传感器包括温度传感器和温差电动势传感器。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
当墙体内外存在温差时，热量经过热电材料层时，部分热量会被收集并转换为可用的电能，形成循环能源，减少能源消耗，而且实现自动化智能化建筑体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明建筑墙体温差发电系统的结构示意图；
图2为本发明建筑墙体温差发电系统的工作原理图；
其中，1为墙体，2为墙板，3为热电材料层，4为导体，5为传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1-2所示，本实施例提供一种建筑墙体温差发电系统，包括墙体1，所述墙体1内设置有热电材料层3，所述墙体1的两侧嵌入有导体4，导体4与墙体1之间设置导电材料层，导电材料层可以采用导电胶等，实现导电；两侧的导体4可以通过导线连通；其中，热电材料层3可以收集热能并转换为电能或热能等。
在本实施例中，所述墙体1包括墙板2，所述热电材料层3嵌入所述墙板2内；所述热电材料层3采用热电材料制成。
当墙板2两侧出现温度差时候，如夏季(室内温度低，室外温度高)，外部温度会自发向内部传导，当热量经过热电材料时，部分热量被收集并转换为可用的电能；如冬季(室内温度高，室外温度低)，内部温度会自发向外部传导，当热量经过热电材料时，部分热量同样也会被收集并转换为可用的电能。
其中，热电材料通过温度差发电的主要是通过塞贝克效应完成的，具体解释如下：在温度梯度下热电材料内的载流子从热端向冷端运动，并在冷端堆积，从而在材料内部形成电势差，同时在该电势差作用下产生一个反向电荷流，当热运动的电荷流与内部电场达到动态平衡时，此时，含有热电材料层3的墙体1相当于一个半导体，半导体两端形成稳定的温差电动势；半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器；此时，墙体1两侧的两个导体4可以通过导线与外界电器(如电灯等)进行连接，实现供电。
在本实施例中，所述热电材料采用碲化铋及其合金、碲化铅及其合金或硅锗合金等，但并不局限于上述材料。
在本实施例中，所述墙板2采用轻质混凝土材料制成；在墙板2材料制备中，掺入不同量的热电材料，硬化后形成热电混凝土复合墙板，在一定热电材料掺入量的基础上，对不同温度差下(和不同工作环境中)，热电混凝土复合墙板的热电转换效率进行评估，通过传感器5记录温差电动势和温差，电动势和温差的比值越大，效率越高。
在本实施例中，所述热电材料层3与所述墙体1的体积比为1％-20％。
在本实施例中，还包括有传感器5，智能监控该过程，实现自动化管理；所述传感器5嵌入所述墙体1的两边；具体地，所述传感器5包括温度传感器和温差电动势传感器。
其中，温度传感器(可采用北京赛亿凌科技有限公司，STT)，用于记录墙体1两侧温差，在墙体1两边都嵌入有温度传感器，同步记录两侧温度值，这样可以获得两侧墙体1温度差；
而温差电动势传感器可采用电压测量计，墙体1两侧嵌入导体4，由于两侧温差不同，当墙体1两侧导体4连通后会有电流产生，在电路中接入电压测量计即可获得温差电动势。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种建筑墙体温差发电系统，其特征在于：包括墙体，所述墙体内设置有热电材料层，所述墙体的两侧嵌入有导体。
2.根据权利要求1所述的建筑墙体温差发电系统，其特征在于：所述墙体包括墙板，所述热电材料层嵌入所述墙板内。
3.根据权利要求2所述的建筑墙体温差发电系统，其特征在于：所述热电材料层采用热电材料制成。
4.根据权利要求3所述的建筑墙体温差发电系统，其特征在于：所述热电材料采用碲化铋及其合金、碲化铅及其合金或硅锗合金。
5.根据权利要求2所述的建筑墙体温差发电系统，其特征在于：所述墙板采用轻质混凝土材料制成。
6.根据权利要求5所述的建筑墙体温差发电系统，其特征在于：所述热电材料层与所述墙体的体积比为1％-20％。
7.根据权利要求1所述的建筑墙体温差发电系统，其特征在于：还包括有传感器，所述传感器嵌入所述墙体的两边。
8.根据权利要求7所述的建筑墙体温差发电系统，其特征在于：所述所述传感器包括温度传感器和温差电动势传感器。
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